Etkileşimli parçacık hidrodinamiği kullanılarak trapez eşik üzerinden geçen baraj yıkılması akımının sayısal olarak modellenmesi

Abstract

Bir baraj yıkılması olayı gerçekleştiğinde, yüksek miktardaki su kütlesi ani bir şekilde mansap kısmına doğru yayılmaya başlar ve mansap bölgesinin topografyası, baraj yıkılması akımının ana karakteristikleri üzerinde önemli etkilere sahiptir. Etki alanı içerisinde olası afetlerin önlenmesi için baraj yıkılması akımlarının dalga yayılma hızı ve su yüksekliği gibi temel özelliklerinin belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tür akımların saha verilerinin elde edilmesindeki zorluklar, bu alanda yapılan deneysel ve nümerik çalışmaların önemini arttırmaktadır. Sunulan çalışmada mansap kesitinde trapez bir eşik bulanan baraj yıkılması akımının Etkileşimli Parçacık Hidrodinamiği (EPH) yöntemi ile nümerik analizi gerçekleştirilmiştir. EPH yönteminin çözüm kabiliyeti, üç farklı parçacık çözünürlüğünden elde edilen analiz sonuçlarının deneysel ölçümlerle karşılaştırılmasıyla test edilmiştir. Genel olarak deneysel ölçüm verileri ile nümerik hesaplamalar arasında iyi bir uyum gözlemlenmiş ve parçacık çözünürlüğünün sonuçlar üzerindeki etkisi tartışılmıştır.

When a dam-break phenomenon occurs, the large amount of water rapidly starts to propagate towards the downstream and, the topography of the downstream has significant effects on the main characteristics of the dam-break flow. It has great importance to determine the main characteristics of the dam-break flows such as wave propagation velocity and water height in order to prevent possible disasters which can cause destructive effects in the impact area. Difficulties in obtaining field data of this type of flows increase the importance of experimental and numerical studies in this field. In the presented study, the numerical analysis of the dam-break flow with a trapezoidal hump in the downstream was performed by the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method. The solution capability of the SPH method was tested by the comparisons of the analysis results obtained from three different particle resolution with experimental measurements. In general, a good agreement was observed between experimental measurement data and numerical calculations and, the effect of particle resolution on the results was discussed.