Kutu ve dairesel kesitli menfez akımlarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada menfezlerin detaylı hidrolik tasarım hesaplarında dikkate alınan altı farklı akım durumunda kutu ve dairesel enkesitli menfezler etrafında oluşan su yüzü profilleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Hidrolik Laboratuvarında bulunan ve boyutları 10x0.309x0.45m olan deneysel kanal kullanılarak yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda su yüzü profillerine ait sayısal değerler yapılan ölçümlerin yanı sıra görüntü işleme tekniği kullanarak da elde olunmuştur. Böylece, çalışmada görüntü işleme tekniğinin burada tarif olunan akım koşullarında uygulanabilirliği de araştırılmıştır. Sayısal çalışmalar, açık kanal akımlarının bir boyutlu model çalışmalarında yaygın olarak kullanılan HEC-RAS yardımıyla yapılmıştır. Tedrici değişken akım bölgelerinde, su yüzü profilleri ayrıca direk adım metodu ile de hesaplanmıştır. Sayısal model sonuçları, direk adım metodu sonuçları, deneysel ölçüm ve görüntü işleme sonuçları karşılaştırılmıştır. Genel olarak sayısal ve deneysel sonuçlara dayalı su yüzü profillerinin şekilsel olarak oldukça benzer olduğu görülmüştür. Ölçüm sonuçları ile karşılaştırıldığında, HEC-RAS sayısal modelinin memba bölgelerinde genelde yüksek değerler verdiği, mansap bölgesinde su yüzü değişimlerinin ani olduğu yerlerde ise değişimleri yakalayamadığı görülmüştür. Görüntü işleme tekniğinin genel olarak ölçüm sonuçlarına benzerliği dikkat çekerken, akıma müdahale olmaksızın ve fiziksel ölçüm yapılamayan yerlerde de sonuçlar alınabilmesinin büyük bir avantaj olduğu görülmüştür. Bilindiği üzere, tekniğin sonuçlarının görüntü kalitesine ve görüntülerin sayısallaştırılmasında kullanılan algoritmaya bağlı olmasından ötürü, türbülans özelliğinin fazla olduğu kompleks akım bölgelerinde istenilen düzeyde iyi sonuçlar elde edilememiştir.