- Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
- Vol: 10 Issue: 2
- İtki Dalgalarının Oluşumunda Ölçek Etkisi, Hareket Süresi ve Çarpma Hızının Model Deneyler ve 3 Boyu...
İtki Dalgalarının Oluşumunda Ölçek Etkisi, Hareket Süresi ve Çarpma Hızının Model Deneyler ve 3 Boyutlu Nümerik Simülasyonlarla Değerlendirilmesi
Authors : Murat Karahan, Hakan Ersoy, Tuğçe Anilan
Pages : 514-525
Doi:10.17714/gumusfenbil.680377
View : 14 | Download : 2
Publication Date : 2020-04-15
Article Type : Research
Abstract :İtki dalgaları, baraj veya göl alanlarında heyelan, kaya düşmesi, çığ, moloz ve çamur akması gibi doğal jeolojik olayların tetiklemesi sonucu meydana gelmektedir. Oluşan dalganın hızı ve yüksekliği yamaç boyunca eğim aşağı hareket eden kütlenin suya çarpma hızına bağlıdır. Çarpma hızı ise yamaç eğimine, hareket eden kütlenin konumuna, fiziksel ve mekanik özelliklerine bağlıdır. İtki dalgalarının özellikleri, sayısal ve ampirik yaklaşımlarla belirleneceği gibi hidrolik modellerle de belirlenebilmektedir. Bu çalışmada ise ölçek etkisi ve hareket eden kütlenin suya çarpma hızları farklı yöntemler kullanılarak modellenmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında tasarlanan bir hidrolik model üzerinde fiziksel deneyler yapılmış, 0.4 m3 hacimli bir havuz, yükleme rampası, yüksek hızlı kamera ve akışkan olarak su kullanılmıştır. Farklı rampa açılarında hareket eden suyun havuz tabanına ulaşma süresi, çarpma hızı ve havuzda oluşan dalga yüksekliği değerleri hesaplanmıştır. Aynı model, 3 boyutlu nümerik çözümleme yapan FLOW-3D programı kullanılarak farklı ölçeklerde tanımlanmış (0.1x, 1x, 10x, 100x, 1000x), farklı yoğunlukta akışkanlar (800-2000 kg/m3) kullanılarak çözümleme yapılmış ve serbest su seviyesi yükseklikleri tespit edilmiştir. Nümerik ve hidrolik model kullanılarak tanımlanan parametreler ampirik ilişkiler kullanılarak da belirlenmiştir. Yapılan nümerik çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre hidrolik model hangi ölçekte olursa olsun elde edilen sonuçların ölçekten etkilenmediği tespit edilmiştir. Her 3 yöntem kullanılarak belirlenen, su hareket hızı, çarpma hızı ve maksimum dalga yüksekliği değerleri arasındaki farkın %2-3 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar basit rezervuarlar için ve kısa mesafeler için ölçek etkisinin önemsiz olduğunu ve hesaplamalarda ampirik ilişkilerin yeterli olabileceğini göstermiştir.Keywords : Ampirik Eşitlikler, Çarpma Hızı, Dalga Yüksekliği, Hidrolik Model, İtki Dalgası, Nümerik Model