Farklı açılardaki batık kanat yapılarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi

Abstract

Doğal veya düzenlenmiş nehir yatağının istenilen kısımlarından su alındığında, eğim ve yatak erozyonunu önlemek için nehir düzenleyici yapıların kullanılması gerekmektedir. Bu tip nehir düzenleme yapılarında kullanılan ana proje kriteri akış debisi ve akışın hızıdır. Akış ve akışa bağlı parametreleri yönetmek için akarsu düzenleme yapıları yapılmaktadır. Bu yapılar akarsuyu korumak, düzenlemek ve verimli şekilde yararlanmak amacıyla yapılır. Batık kanat yapıları, nehir düzenleme çalışmalarında akışı kontrol etmek için kullanılan etkili ve alternatif bir yöntemdir. Suyun yönünü değiştirerek, akış hızı ve sediment taşınımını değiştirip kontrol eden yapılardır. Bu çalışmada batık kanat yapıları ile nehir düzenleme çalışması için hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı (HAD) kullanılarak 3 boyutlu olarak akım modellenmiştir. Modelde Volume of Fluid (VOF) metodu, serbest yüzeyli akışkan hacimleri için modelleme tekniği kullanılmıştır. 3D hesaplamalı akışkan dinamiği kullanılarak elde edilen batık kanat modeli akış hızı sonuçları, önceki batık kanat deneysel sonuçlarından elde edilen akış hızları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Oluşturulan sayısal modelde süreklilik, doğrusal olmayan hareket ve türbülans model denklemleri kullanılmıştır. Türbülans viskozitesi için k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Mevcut modelin sonuçları önceki deneysel çalışma ile karşılaştırılmıştır. Deneysel ile model sonuçları değerlendirilmiş ve analiz sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler

When water is taken from the desired parts of the natural or regulated river bed, it is necessary to use river regulation structures to prevent slope and bed erosion. The main project criteria used in this type of river regulation structures are flow rate and flow velocity. Stream regulation structures are made to manage flow and flow-related parameters. These structures are built in order to protect, regulate and use the river efficiently. Submerged wing structures are an effective alternative method used to control flow in river regulation studies. They are structures that change and control the flow rate and sediment transport by changing the direction of water. In this study, the flow is modeled in 3D by using computational fluid dynamics program (CFD) for river regulation study with submerged wing structures. In the model, the Volume of Fluid (VOF) method and the modeling technique for free-surface fluid volumes were used. The submerged wing model flow velocity results obtained using 3D computational fluid dynamics were evaluated by comparing them with the flow velocities obtained from the previous submerged wing experimental results. Continuity, non-linear motion and turbulence model equations are used in the numerical model created. The k-ε turbulence model was used for turbulent viscosity. The results of the present model are compared with the previous experimental study. Experimental and model results were evaluated and it was seen that the analysis results were compatible.