BATIK HİDROLİK SIÇRAMA KARAKTERİSTİKLERİNİN SAYISAL DENEYLERLE BELİRLENMESİ

Abstract

Batık hidrolik sıçrama genellikle kayar kapak veya dolusavak sonrası mansap su derinliğine bağlı olarak oluşan bir olaydır. Hidrolik sıçramanın karakteristik özelliklerinin bilinmesi, düşüm havuzu uzunluğunun ve koruyucu önlemlerin belirlenmesi için oldukça önemlidir. Bu çalışmada, literatürde bulunan farklı memba ve mansap kapak yükseklikleri ve akım koşulları için deneysel olarak ölçülmüş batık hidrolik sıçramanın sayısal modellemesi yapılmıştır. Sayısal modellemede, batık hidrolik sıçramanının hareketini idare eden temel denklemler ANSYS-Fluent paket programı aracılığıyla sonlu hacimler yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Temel denklemlerde bilinmeyen olarak bulunan türbülans gerilmelerinin modellenmesinde, Reynolds Ortalamalı Navier Stokes (RANS) tabanlı Reynolds Gerilme modeli ve serbest su yüzü profilinin belirlenmesinde ise akışkan hacimleri yöntemi kullanılmıştır. Sayısal modellemede elde edilen batık hidrolik sıçramanın karakteristik özellikleri deneysel bulgular ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, elde edilen bulgular hesaplamalı akışkanlar dinamiğine dayalı yöntemlerin batık hidrolik sıçramayı başarılı bir şekilde modellediğini göstermiştir. Sayısal modelleme sonucunda elde edilen akım çizgileri, dinamik basınç, türbülans kinetik enerjisi ve bileşke hıza ait desenler değerlendirilmiştir. Bunun yanında, batık hidrolik sıçramanın karakteristik özellikleri detaylıca analiz edilmiştir. Ayrıca, elde edilen bulgular farklı araştırmacılar tarafından ampirik olarak önerilen denklemler ile de hesap edilerek sayısal model sonuçları doğrulanmıştır.