Rijit davranış gösteren esnek bitkilerin akıma karşı oluşturduğu direncin belirlenmesi
Öz
Bu
çalışmada farklı dizilimlerde yerleştirilen çok saplı esnek bitkilerin akıma
karşı dik durarak rijit davranış göstermesi durumunda oluşturacağı pürüzlülük
katsayılarının elde edilmesi amaçlanmıştır. Dört farklı konfigürasyonda
gerçekleştirilen 166 deneyde 7 farklı noktada akım derinliği ölçülmüş, debi
elde edilmiş ve bitkilerden ötürü kaynaklanan yük kaybı hesaplanmıştır. Chézy
katsayısı
,
Darcy-Weisbach sürtünme katsayısı
ve Manning katsayısı
’in,
Reynolds sayısının 10000 değerinden küçük ve büyük olması durumunda tek bir
fonksiyonla ifade edilemeyeceği görülmüş ve veriler iki gruba ayrılarak incelenmiştir.
Pürüzlülük katsayısını verecek boyutsuz parametreler Froude sayısı
,
Reynolds sayısı
,
bağıl pürüzlülük
,
yaklaşım akımı enerji çizgisi eğimi
ve bitki yoğunluğu
olarak belirlenmiştir. Pürüzlülük
katsayılarının belirlenmesi için doğrusal olmayan regresyon modeli ile en uygun
denklemler elde edilmiştir. Reynolds sayısının 10000’den küçük olması durumunda
pürüzlülük katsayıları için; f=f{h/hv}, n={Fr,h/hv,k}
ve C={Fr, Sf}
olduğu; Reynolds sayısının 10000’den büyük
olması durumunda f={h/hv,k}, n={Fr,h/hv,k} ve C={Fr, Re, h/hv, Sf, k} olduğu görülmüştür. Ayrıca beklendiği gibi
düşük Reynolds sayılarında bitkilerin varlığının, diğer parametrelerden
bağımsız olarak akıma karşı gösterilen direnci arttırdığı sonucuna varılmaktadır.
Bu denklemlerdeki farklı katsayıların akım doğrultusundaki bitki yüzey alanı ve
bitki yoğunluğu gibi faktörlerden etkilendiği düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler
References
- Jarvela J. “Effect of Submerged Flexible Vegetation on Flow Structure and Resistance”. Journal of Hydrology, 307(1-4), 233-241, 2005.
- Tsujimoto T. “Fluvial Processes in Streams with Vegetation”. Journal of Hydraulic Research, 37(6), 789-803, 1999.
- Galema A. Vegetation Resistance: Evaluation of Vegetation Resistance Descriptors for Flood Management. MSc Thesis, University of Twente, Netherlands, 2009.
- Stone MB, Shen HT. “Hydraulic Resistance of Flow in Channels with Cylindrical Roughness”. Journal of Hydraulic Engineering, 128(5), 500-506, 2002.
- Kleinhans, M. “Hydraulic Roughness” http://www.geo.uu.nl/fg/mkleinhans/teaching/rivmorrough.pdf (15.03.2016).
- Chow VT. Open-Channel Hydraulics. New York, Tokyo, McGraw-Hill, 1959.
- Wu FC, Shen HW, Chou YJ. “Variation of Roughness Coefficients for Unsubmerged and Submerged Vegetation”. Journal of Hydraulic Engineering, 125(9), 834-842, 1999.
- Wilson CAME, Horritt MS. “Measuring the Flow Resistance of Submerged Grass”. Hydrological Processes, 16, 2589-2598, 2002.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Publication Date
December 15, 2017
Submission Date
March 31, 2016
Acceptance Date
-
Published in Issue
Year 2017 Volume: 23 Number: 6