Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi

Veysel Gümüş; Mehmet Parmaksız; Oğuz Şimşek; Yavuz Avşaroğlu

doi:10.35193/bseufbd.634637

Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi

Abstract

Akımın kritik üstü akımdan kritik altı akıma hızlı bir geçişi olarak tanımlanan hidrolik sıçrama, genellikle dolusavaklardan yüksek hızlarda tahliye edilen suyun enerjisini azaltmak için kullanılır. Karmaşık bir yapıya sahip olan hidrolik sıçramanın karakteristiklerinin bilinmesi enerji kırıcı yapıların tasarımı açısından önemlidir. Bu çalışmada, farklı akım koşullarında meydana gelen hidrolik sıçramanın deneysel ve sayısal modellemesi yapılmıştır. Sonlu hacimler yöntemine dayalı yapılan sayısal çözümde SKE, RNG, SST ve RSM türbülans modelleri, su hava arakesitinin belirlenmesinde ise akışkan hacimler yöntemi kullanılmıştır. Dört farklı durum için deneysel olarak ölçülen su yüzü profilleri sayısal olarak belirlenen su yüzü profilleri ile karşılaştırılmıştır. Ortalama karesel hata (OKH) ve ortalama mutlak göreceli hata (OMGH) kriterleri kullanılarak yapılan karşılaştırmalarda, Durum 1, 3, 4 akım koşullarında SKE türbülans modeli, Durum 2’de ise RSM türbülans modeli su yüzü profilini belirlemede diğer modellere göre daha başarılı sonuçlar vermiştir. Çalışmada, deneysel enerji kayıplarının yanında sayısal hız profilleri, hız vektörleri ve türbülans kinetik enerjilerin sıçrama bölgesindeki değişimleri değerlendirilmiştir.

Keywords

Serbest hidrolik sıçrama,türbülans modelleri,sayısal modelleme,su yüzü profili

Supporting Institution

Harran Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (HÜBAP)

Project Number

19118

Thanks

Bu çalışma Harran Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (HÜBAP) tarafından desteklenmiştir (Proje No:19118).

References

[1] Smith, N. (1971). A history of dams. The Chaucer Press, London, UK., 279.
[2] Lempérière, F., Vigny J. & Deroo L. (2012). New methods and criteria for designing spillways could reduce risks and costs significantly. Hydropower & Dams, (3),120- 128.
[3] Husain, D., Alhamid A. A. & Negm A.-a. M. (1994). Length and depth of hydraulic jump in sloping channels. Journal of Hydraulic Research, 32(6),899-910.
[4] Beirami, M. K. & Chamani M. R. (2010). Hydraulic jump in sloping channels: roller length and energy loss. Canadian Journal of Civil Engineering, 37(4),535-543.
[5] Abdel-Mageed, N. (2015). Effect of Channel Slope on Hydraulic Jump Characteristics. Physical Science International Journal, 7(4),223-233.
[6] Ebrahimi, S., Salmasi F. & Abbaspour A. (2013). Numerical study of hydraulic jump on rough beds stilling basins. Journal of Civil Engineering and Urbanism, 3(1),19-24.
[7] Gümüş, V., Aköz M. S. & Kirkgöz M. S. (2013). Kapak Mansabında Batmış Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellenmesi. Teknik Dergi, 24(117), 6379-6397.
[8] Babaali, H., Shamsai A. & Vosoughifar H. (2014). Computational Modeling of the Hydraulic Jump in the Stilling Basin with Convergence Walls Using CFD Codes. Arabian Journal for Science and Engineering, 40(2),381-395.

[9] Bayon, A., Valero D., García-Bartual R., Vallés-Morán F. J. & López-Jiménez P. A. (2016). Performance assessment of OpenFOAM and FLOW-3D in the numerical modeling of a low Reynolds number hydraulic jump. Environmental Modelling & Software, 80,322-335.
[10] Şimşek, O., Aköz M. S., Soydan N. G. & Gümüş V. Dolusavak Mansabında Oluşan Hidrolik Sıçramanın Su Yüzü Profilinin Belirlenmesi. Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 3(3),31-37.
[11] Launder, B. & Spalding D. (1972). Lectures in mathematical models of turbulence. Academic Press, London and New York, 169.
[12] Yakhot, V. & Orszag S. A. (1986). Renormalization group analysis of turbulence. I. Basic theory. Journal of scientific computing, 1(1), 43-51.
[13] Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 32(8),1598-605.
[14] Launder, B. E., Reece G. J. & Rodi W. (2006). Progress in the development of a Reynolds-stress turbulence closure. Journal of Fluid Mechanics, 68(3),537-566.
[15] Gibson, M. M. & Launder B. E. (2006). Ground effects on pressure fluctuations in the atmospheric boundary layer. Journal of Fluid Mechanics, 86(3),491-511.
[16] Launder, B. E. (1989). Second-moment closure and its use in modelling turbulent industrial flows. International Journal for Numerical Methods in Fluids, 9(8),963-985.
[17] Hirt, C. W. & Nichols B. D. (1981). Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. Journal of Computational Physics, 39(1),201-225.
[18] Gumus, V., Simsek O., Soydan N. G., Akoz M. S. & Kirkgoz M. S. (2016). Numerical Modeling of Submerged Hydraulic Jump from a Sluice Gate. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142(1),11.
[19] Roache, P. J. (1998). Verification of Codes and Calculations. AIAA Journal, 36(5),696-702.
[20] Akoz, M. S., Gumus V. & Kirkgoz M. S. (2014). Numerical Simulation of Flow over a Semicylinder Weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 140(6), 04014016.
[21] Oner, A. A., Akoz M. S., Kirkgoz M. S. & Gumus V. (2012). Experimental Validation of Volume of Fluid Method for a Sluice Gate Flow. Advances in Mechanical Engineering. 4, 461708.
[22] Mccorquodale, J. A. & Khalifa A. (1983). Internal Flow in Hydraulic Jumps. Journal of Hydraulic Engineering, 109(5),684-701.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Veysel Gümüş ^*
0000-0003-2321-9526
Türkiye

Mehmet Parmaksız This is me
0000-0002-3713-4323
Türkiye

Oğuz Şimşek
0000-0001-6324-0229
Türkiye

Yavuz Avşaroğlu
0000-0003-0920-3202
Türkiye

Publication Date

December 26, 2019

Submission Date

October 18, 2019

Acceptance Date

November 25, 2019

Published in Issue

Year 2019 Volume: 6 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.35193/bseufbd.634637

IZ

https://izlik.org/JA78UK39TY

Cite

RIS / Bibtex

APA

Gümüş, V., Parmaksız, M., Şimşek, O., & Avşaroğlu, Y. (2019). Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6(2), 447-466. https://doi.org/10.35193/bseufbd.634637

AMA

1.Gümüş V, Parmaksız M, Şimşek O, Avşaroğlu Y. Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019;6(2):447-466. doi:10.35193/bseufbd.634637

Chicago

Gümüş, Veysel, Mehmet Parmaksız, Oğuz Şimşek, and Yavuz Avşaroğlu. 2019. “Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel Ve Sayısal Modellemesi”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 6 (2): 447-66. https://doi.org/10.35193/bseufbd.634637.

EndNote

Gümüş V, Parmaksız M, Şimşek O, Avşaroğlu Y (December 1, 2019) Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 6 2 447–466.

IEEE

[1]V. Gümüş, M. Parmaksız, O. Şimşek, and Y. Avşaroğlu, “Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi”, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 6, no. 2, pp. 447–466, Dec. 2019, doi: 10.35193/bseufbd.634637.

ISNAD

Gümüş, Veysel - Parmaksız, Mehmet - Şimşek, Oğuz - Avşaroğlu, Yavuz. “Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel Ve Sayısal Modellemesi”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 6/2 (December 1, 2019): 447-466. https://doi.org/10.35193/bseufbd.634637.

JAMA

1.Gümüş V, Parmaksız M, Şimşek O, Avşaroğlu Y. Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019;6:447–466.

MLA

Gümüş, Veysel, et al. “Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel Ve Sayısal Modellemesi”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 6, no. 2, Dec. 2019, pp. 447-66, doi:10.35193/bseufbd.634637.

Vancouver

1.Veysel Gümüş, Mehmet Parmaksız, Oğuz Şimşek, Yavuz Avşaroğlu. Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019 Dec. 1;6(2):447-66. doi:10.35193/bseufbd.634637

Cited By

ÜSTTEN AKIŞLI KAPAK AKIMININ SAYISAL MODELLEMESİ

Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi

https://doi.org/10.21923/jesd.752914