Dolusavak Üzerinden Geçen Akımın Sayısal Analizi: Mersin Dereyurt Göleti Dolusavak Örneği

Özet

Bu çalışmada, Dereyurt Göleti dolusavağı üzerinden geçen türbülanslı akım sayısal olarak modellenmiştir. Akımın hareketini idare eden temel denklemler sonlu hacimler yöntemine dayalı Ansys-Fluent program yardımıyla Standart k-ε, Modifiye k-ω, Kayma Gerilmesi Taşınımı (Shear Stress Transport) ve Reynolds Gerilmeleri Modeli (Reynolds Stress Model) türbülans modelleri kullanılarak çözülmüştür. Su yüzü profilinin hesabında Akışkan Hacimler Yöntemi (VOF) kullanılmıştır. Sayısal olarak elde edilen su yüzü profilleri, standart adım yöntemiyle hesap edilen su yüzü profili ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan tüm türbülans modellerinin dolusavak ve şüt kanalı üzerindeki akım profilini belirlemede oldukça başarılı oldukları belirlenmiştir. Bununla birlikte ortalama karesel hata kriteri kullanılarak yapılan niceliksel karşılaştırmalarından, Reynolds Gerilmeleri Modeli (RSM) türbülans modelinin akım profilini belirlemede diğer türbülans modellerine göre az da olsa daha başarılı olduğu ortaya çıkmıştır. Ayrıca, yaklaşım kanalı, dolusavak ve şüt kanalı üzerindeki hız, basınç ve türbülans şiddetlerinin sayısal dağılımları sunulmuş, dolusavak üzerinden geçen türbülanslı akım analiz edilmiştir.

Abstract

In this study, the turbulent flow over Mersin Dereyurt pond spillway are modelled numerically. The governing equations of flow over the spillway are solved numerically by ANSYS-Fluent based on finite volume method using Standard k-ε, Modified k-ω, Shear Stress Transport and Reynold Stress turbulence models. The volume of fluid (VOF) method is used to determine the free surface profile. The numerical results for the flow profile are compared with the standard step method and all the turbulent closure models used in the present study are found to be successful in determining free surface profile over the spillway and chute channel. However, Reynolds Stress Model is slightly more successful than the other turbulence models according to the quantitatively comparison using the mean square error index. In addition, the numerical distributions of velocity, pressure and turbulence intensity on the approach channel, spillway and chute channel are presented and the turbulent flow over the spillway was analyzed numerically.