Dalga Etkisindeki Şevli Yüzlü Dalgakıran Etrafında Oluşan Yerel Oyulmaların Farklı İrilikteki Taban Malzemesi Durumunda Sayısal Araştırılması

Abstract

Liman ve barınaklarda sakin su kesimleri oluşturmak amacıyla inşa edilen dalgakıranlar etrafında yapının geometrisinden dolayı bozulan akım, yerel oyulmalara neden olabilmektedir. Oyulma ve yığılma şeklinde gözlenen deniz taban hareketleri, yapılarda stabilite kayıplarına ve hatta göçmelere yol açabileceğinden dolayı doğru bir şekilde belirlenmeleri son derece önemlidir. Dalgakıran topuğunda dalga kaynaklı oluşan yerel oyulmaların sayısal olarak incelendiği bu çalışma kapsamında Flow3D yazılımı yardımıyla 33 m uzunluğa, 3.6 m genişliğe ve 1.2 m derinliğe sahip bir sayısal dalga kanalı oluşturulmuştur. Gelişmiş hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) programlarından biri olan Flow3D kullanılarak düzenli dalga etkisinde dane medyan çapları 0.55 mm ve 0.20 mm olan taban malzemeleri durumları incelenmiştir. Dalgakıran kesiti 3.6 m genişlik boyunca uygulamada sıklıkla kullanılan 2:3 şev eğimi oluşacak şekilde analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen bulgular yorumlanarak, konu ile ilgili daha gelişmiş modeller için öngörüler oluşturulmuştur.

Keywords

• Şevli yüzlü dalgakıran,dalga etkisi,yerel oyulma,sayısal analiz,Flow3D

Numerical Investigation of Wave Induced Local Scour Around Rubble Mound Breakwater for Different Grain Sizes of Bed Material

Abstract

Flow characteristics cause local scour due to configuration of rubble-mound breakwaters, constructed for various port structures which mainly require the formation of a still water zone. Hence, sediment transport observed as scour and deposition on the seabed has great importance for the stability of these structures. Within the scope of this study, a 33 m length, 3.6 m width and 1.2 m depth numerical wave model with Flow3D was used to observe wave-induced local erosion at the toe of rubble mound breakwaters.  The condition of bed materials which have grain median diameter of 1 mm, 0.55 mm and 0.20 mm were examined using Flow3D, one of the advanced computational fluid dynamics (CFD) software. Geometry of breakwater was constituted and analyzed with slope 2:3 which is widely used in practice, along the 3.6 m channel width. The findings obtained were interpreted and predictions for more advanced models were formed.

Keywords

• Rubble mound breakwater,wave-induced scour,local scour,numerical analysis,Flow3D

References

1. Xie (1981) “Scouring patterns in front of vertical breakwaters and their influences on the stability of the foundation of the breakwaters” PhD Thesis, TU Delft, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Hydraulic Engineering, 121 pages
2. B. M. Sumer, J. Fredsoe (1997) “Scour at the head of a vertical-wall breakwater” Coastal Engineering 29:201-230
3. B. M. Sumer, J. Fredsoe (2000) “Experimental study of 2D scour and its protection at a rubble-mound breakwater” Coastal Engineering 40:59-87
4. M. Dogan (2018), “Kazıklı Kıyı Yapıları ile Kıyı Bölgesinde Yer Alan Rüzgâr Türbini Ayakları Etrafında Dalga Etkisi ile Oluşan Zemin Hareketlerinin Deneysel ve Sayısal Araştırması, Oyulmaya Karşı Koruyucu Önlemlerin Denenmesi” TÜBİTAK Proje Kodu: 3001 Proje No: 215M245