Türbülans parametrelerinin ölçümü ve türbülans kinetik enerjisinin oksijen transferine etkisi

Yıl 2019, Cilt: 34 Sayı: 4, 2159 - 2172, 25.06.2019

Ömer Köse , Ali Has

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.425948

Cited By: 1

Öz

Sığ bir dağ akarsuyunda derinlik boyunca ve bir kaya
etrafındaki akışın türbülans özelliklerini incelemek amacıyla deneysel bir
çalışma yapılmıştır. Türbülans, hidrolik ve ekolojik süreçlerde önemli  rol oynar, 
her zaman üç boyutlu olduğundan, hesaplamalar her üç yöndeki akım
değerleri için yapılmıştır. Lazer Doppler velocimeter (LDV) ve akustik Doppler
velocimeter (ADV) gibi yüksek çözünürlüklü hız ölçüm cihazlarının üretimini
takiben dünyadaki türbülans araştırmaları hız kazanmıştır. Bu çalışmadaki
deneyler dört bileşenli bir ADV kullanılarak yapılmıştır. Sapınç (çalkantı)
hızları, varyanslar, kök ortalama kareleri, türbülans şiddetleri, Reynolds
gerilmeleri, integral zaman ölçekleri, integral uzunluk ölçekleri ve türbülans
kinetik enerji  dağılımları, su derinliği
boyunca ve bir kayanın çevresinde hesaplanarak yorumlanmıştır. Korelasyon ve
spektral yoğunluk fonksiyonları hazırlanmış ve türbülanslı çevrintilerin
yaklaşık boyutları hesaplanmıştır. Bu araştırmanın nispeten yeni bir yönü,
türbülans kinetik enerji ve çözünmüş oksijen konsantrasyonu arasındaki
ilişkinin vurgulanması ve belirlenmesidir.

Anahtar Kelimeler

Akarsu türbülans parametreleri, türbülans kinetik enerjisinin oksijen transferine etkisi

Kaynakça

• [1] Bennett, SJ., Ghaneeizad, S.M., Gallisdorfer, M.S., Cai, D., Atkinson, J.F., Simon A, et al. Flow, turbulence, and drag associated with engineered log jams in a fixed-bed experimental channel, Geomorphology,248,172-184, 2015.
• [2] Davidson, P., Turbulence: an introduction for scientists and engineers, Oxford University Press, 2015.
• [3] Franca, MJ., Brocchini, M., Turbulence in rivers. Rivers–Physical, Fluvial and Environmental Processes, Springer,51-78, 2015.
• [4] Termini, D., Experimental Analysis of Horizontal Turbulence of Flow over Flat and Deformed Beds, Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, 62,77-99, 2015.
• [5] Czernuszenko, W., Holley, E.R., Open-channel turbulence measurements with a three-component acoustic Doppler velocimeter. Publications of the Institute of Geophysics Polish Academy of Sciences, E-7,401,49-79, 2007.
• [6] Jain, R.K., Kumar, A., Kothyari, U.C., Turbulence statistics of flow through degraded channel bed of sand–gravel mixture, Journal of Hydro-environment Research,9,508-518, 2015.
• [7] Stone, M.C., Hotchkiss. R.H., Turbulence descriptions in two cobble-bed river reaches, Journal of Hydraulic Engineering, 133,1367-1378, 2007.
• [8] Strom, K.B., Papanicolaou, A.N., ADV measurements around a cluster microform in a shallow mountain stream, Journal of Hydraulic Engineering,133,1379-1389, 2007.
• [9] Tritico, H.M., Hotchkiss, R.H., Unobstructed and obstructed turbulent flow in gravel bed rivers, Journal of Hydraulic Engineering,131,635-645, 2005.
• [10] Maddock, I., Harby, A., Kemp, P., Wood, P.J., Ecohydraulics: an integrated approach, John Wiley & Sons, 2013.
• [11] Öztürk, M., Sediment Size Effects in Acoustic Doppler Velocimeter-Derived Estimates of Suspended Sediment Concentration, Water,9,529, 2017.
• [12] Nikora, V., Goring, D., Flow turbulence over fixed and weakly mobile gravel beds, Journal of Hydraulic Engineering, 126, 679-690, 2000.
• [13] Nezu, I., Nakagawa, H., Turbulence in open channels, IAHR/AIRH Monograph Balkema, Rotterdam, The Netherlands, 1993.
• [14] Sukhodolov, A.N., Structure of turbulent flow in a meander bend of a lowland river, Water Resources Research, 48, 2012.
• [15] Köse, O., Distribution of turbulence statistics in open-channel flow, International Journal of Physical Sciences, 6, 3426-3436, 2011.
• [16] Konsoer, K.M., Rhoads, B.L., Spatial–temporal structure of mixing interface turbulence at two large river confluences. Environmental Fluid Mechanics, 14,1043-1070, 2014.
• [17] Kundu, P.K., Cohen, I., Fluid mechanics, Elsevier Acad Press, London, 199-400, 2008.
• [18] Lacey, R.J., Roy, A.G., The spatial characterization of turbulence around large roughness elements in a gravel-bed river, Geomorphology, 102,542-553, 2008.
• [19] Zappa, C.J., McGillis, W.R., Raymond, P.A., Edson, J.B., Hintsa, E.J., Zemmelink, H.J., Environmental turbulent mixing controls on air‐water gas exchange in marine and aquatic systems, Geophysical Research Letters 34, 2007.
• [20] Hall, R.O., Kennedy, T.A., Rosi‐Marshall, E.J., Air–water oxygen exchange in a large whitewater river, Limnology and Oceanography, Fluids and Environments, 2,1-11, 2012.
• [21] Lee, S-M., Kang, B-H., Lim K-H., Chae M-S., Kim D-W., Effect of turbulence intensity on oxygen transfer efficiency in mbr coupled pure oxygen hcr for high organiz loading wastewater. Circulation,5500:500.