Kısmen Batık Bir Bariyerin Su Dalgaları ile Etkileşiminin Açık Kaynaklı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile İncelenmesi

Authors : Erdem KAYA, Utku ŞENTÜRK

Pages : 133-146

Doi:10.21605/cukurovaummfd.525151

View : 11 | Download : 6

Publication Date : 2018-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, düşey, düzlemsel ve rijit bir bariyerin, sabit genlik ve frekansa sahip su dalgaları ile etkileşimi problemi ele alınmıştır. Öncelikle problemin lineer dalga teorisi altında analitik çözümüne ilişkin yöntem verilmiştir. Daha sonra bir açık kaynaklı hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan OpenFOAM kapsamındaki modüller aracılığıyla problemin sayısal çözümü gerçekleştirilmiştir. Ön aşama olarak, iki boyutlu sayısal dalga kanalı testleri ile, bu modüllerin dalga oluşturma ve sönümleme gibi özellikleri sınanmıştır. Analitik çözümlere kıyasla görülen en yüksek hata %1 olarak bulunmuştur. Belirlenen ağ ve çözücü özellikleri, batık bariyer probleminin modellenmesinde kullanılmıştır. Bariyerden yansıyan ve üreteçten çıkan dalgalar, lineer dalga teorisine dayalı olarak ayrıştırılmış, böylece yansıma ve iletilme katsayıları hesaplanmıştır. Çeşitli dalga frekansları için bulunan sonuçlar, hem analitik çözümle hem de literatürde yer alan deneysel sonuçlarla karşılaştırmalı olarak değerlendirildiğinde, nicel ve nitel olarak yüksek uyum yakalandığı görülmüştür. Ayrıca, viskozite etkilerinin de hesaba katılmasıyla, lineer teoride ihmal edilen enerji kayıpları da belirlenmiş; bu kayıpların başlıca nedeninin bariyer ucundaki çevri oluşumu olduğu görülmüştür. Bir kısmen batık bariyer uygulaması olan salınan su sütunu ön duvarındaki enerji kayıplarının, salınan su sütunu hidrodinamik verimi üzerindeki etkisi tartışılmıştır. 
Keywords : Su dalgaları, Lineer dalga teorisi, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği, OpenFOAM