Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 10 - Sayı: 2

Mansapta trapez daralma olması durumunda baraj yıkılması taşkın dalgası yayılımının sığ su denklemleri ile modellenmesi

Modelling of dam break flood wave propagation in case trapezoidal contraction on downstream using SWEs

Sayfa
695–703
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca bu yöntem, daha gelişmiş bilgisayar teknolojisi gerektiren 3 boyutlu Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denklemlerine kıyasla hızlı çözüm imkanı sunan kullanışlı bir yöntem olarak değerlendirilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Baraj yıkılması sonucu oluşan taşkın dalgası can ve mal kayıplarına sebep olabileceği için hidrolik alanında önemli bir çalışma konusudur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sayısal veriler ücretsiz BASEMENT yazılımında bulunan 2 boyutlu sığ su denklemleri yardımıyla elde edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca bu yöntem, daha gelişmiş bilgisayar teknolojisi gerektiren 3 boyutlu Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denklemlerine kıyasla hızlı çözüm imkanı sunan kullanışlı bir yöntem olarak değerlendirilmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Baraj yıkılması · Kesit daralması · Sığ su denklemleri

Özet

Baraj yıkılması sonucu oluşan taşkın dalgası can ve mal kayıplarına sebep olabileceği için hidrolik alanında önemli bir çalışma konusudur. Ancak gerçek baraj yıkılması olayına ait veriler yetersizdir ve bu durum konu ile ilgili araştırmacıların bilgisini de sınırlamaktadır. Bu nedenle baraj yıkılması verisi üreten deneysel çalışmalar hem konunun daha iyi anlaşılması hem de nümerik ve analitik yöntemlerin doğrulanması için büyük önem taşımaktadırlar. Bu çalışmada, mansap bölgesinde trapez daralma bulunması durumundaki baraj yıkılması akımına ait yüzey profilleri ve noktasal su seviyesi değişimleri incelenmiştir. Verilerin karşılaştırılması deneysel ve sayısal olarak yapılmıştır. Sayısal veriler ücretsiz BASEMENT yazılımında bulunan 2 boyutlu sığ su denklemleri yardımıyla elde edilmiştir. Riemann çözücü olarak ise tam çözücü kullanılmıştır. Deneysel sonuçlara ise görüntü işleme yöntemi aracılığı ile ulaşılmıştır. Sonuçların uyum içerisinde olduğu ve 2 boyutlu sığ su denklemlerine dayanan analizin mansapta trapez daralma bulunan bir baraj yıkılması problemini çözebilme kapasitesi olduğu gözlenmiştir. Ayrıca bu yöntem, daha gelişmiş bilgisayar teknolojisi gerektiren 3 boyutlu Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denklemlerine kıyasla hızlı çözüm imkanı sunan kullanışlı bir yöntem olarak değerlendirilmiştir.

Abstract

Since the flood wave resulting from the dam-break can cause loss of lives and properties, it is a significant field in the hydraulic studies. However, researchers have limited knowledge regarding the phenomena due to the lack of the real case dam-break data. Experimental studies producing the dam-break data are important to better understand the problem and validate the numerical or analytical data. Surface profiles and water levels of a dam-break flow in the case of downstream contraction were analyzed in the present study. Experimental and numerical results were compared using free surface profiles and water level- time curves. 2D shallow water equations (SWEs) with exact Riemann solver inside the free BASEMENT software were employed to obtain the numerical results. Experimental results were acquired using image processing technique. It was concluded that the results agree well and model based on 2D SWEs is able to solve the dam-break problem in case trapezoidal contraction on the downstream. In addition, this method was considered as a useful method that offers faster and reliable solution compared to 3D Reynolds Averaged Navier-Stokes equations, which require more advanced computer technology.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KOCAMAN, S., DAL, K., YILMAZ, A. (2021). Mansapta trapez daralma olması durumunda baraj yıkılması taşkın dalgası yayılımının sığ su denklemleri ile modellenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 2, 695–703. https://ajindex.com/articles/340830

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (9)

  1. P. Garcia-Navarro, A. Fras and I. Villanueva, Dam-break flow simulation: some results for one-dimensional models of real cases, Journal of Hydrology, 216 (3), 227-247, 1999. https://doi.org/ 10. 1016/S0022-1694(99 )00007-4.
  2. F. Aureli, P. Mignosa and M. Tomirotti, Numerical simulation and experimental verification of dam-break flows with shocks. Journal of Hydraulic Research, 38 (3), 197-206, 2000. https://doi.org/10.1080/ 0022168 0009498337. S. Kocaman, Baraj yıkılması probleminin deneysel ve teorik incelenmesi. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Türkiye, 2007.
  3. P. Brufau and P. Garcia-Navarro, Two-dimensional dam break flow simulation, International Journal for Numerical Methods In Fluids, 33 (1), 35-57, 2000. https://doi.org/10.1002/(SICI)10970363(20000515)33:1 3.0.CO;2-D. Q. Liang, Simulation of shallow flows in nonuniform open channels, Journal of Fluids Engineering, 130 (1), 011205, 2008. https://doi.org/10.1115/1.2829593.
  4. F. Aureli, A. Maranzoni, P. Mignosa and C. Ziveri, Dam-break flows: acquisition of experimental data through an imaging technique and 2D numerical modeling, Journal of Hydraulic Engineering, 134 (8), 1089-1101, 2008. https://doi.org/10.1061/(ASCE) 0733 -9429(2008) 134:8(1089). H. Ozmen-Cagatay ve S. Kocaman, Dam-break flows during initial stage using SWE and RANS approaches, Journal of Hydraulic Research, 48 (5), 603-611, 2010. https://doi.org/10.1080/00221686.2010.507342. S. Soares-Frazão and Y. Zech, Experimental study of dam-break flow against an isolated obstacle, Journal of Hydraulic Research, 45 (sup1), 27-36, 2007. https://doi.org/10.1080/00221686.2007.9521830.
  5. K. Dal, Eğimli kanalda ardışık baraj yıkılmasının deneysel ve sayısal incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İskenderun Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay, Türkiye, 2018.
  6. A. Yılmaz, Akışkan-yapı etkileşimi problemlerinin deneysel ve sayısal incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İskenderun Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay, Türkiye, 2019.
  7. B. Erdoğan, Dikdörtgen tank içerisindeki çalkantı hareketinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İskenderun Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Hatay, Türkiye, 2018.
  8. S. Kocaman, H. Ozmen-Cagatay, The effect of lateral channel contraction on dam break flows: laboratory experiment, Journal of Hydrology, 432, 145-153, 2012. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.02.035.
  9. S. Kocaman, C. Ateş ve K. Dal, Dikdö