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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

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

Destekleyen Kurum

Harran Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (HÜBAP)

Proje Numarası

19118

Teşekkür

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

Kaynakça

[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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

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

Mehmet Parmaksız Bu kişi benim
0000-0002-3713-4323
Türkiye

Oğuz Şimşek
0000-0001-6324-0229
Türkiye

Yavuz Avşaroğlu
0000-0003-0920-3202
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

26 Aralık 2019

Gönderilme Tarihi

18 Ekim 2019

Kabul Tarihi

25 Kasım 2019

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2019 Cilt: 6 Sayı: 2

DOI

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

IZ

https://izlik.org/JA78UK39TY

Kaynak Göster

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, ve 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 (01 Aralık 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, ve Y. Avşaroğlu, “Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi”, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 6, sy 2, ss. 447–466, Ara. 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 (01 Aralık 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, vd. “Farklı Akım Koşullarına Sahip Serbest Hidrolik Sıçramanın Deneysel ve Sayısal Modellemesi”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 6, sy 2, Aralık 2019, ss. 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. 01 Aralık 2019;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