Barajların deşarj yapılarındaki akış karakteristikleri ve enerji kırıcı yapıların etkinliğinin sayısal analizi

Abstract

Su gücü(Hydropower) endüstrisinde su kaynaklarının gelişimi bakımından son 60 yılda özellikle son 30 yılda büyük ilerleme ve yenilikler ortaya çıkmış, buna paralel dünyada büyük hidroelektrik projeler inşa edilmiştir. Hidroelektrik güç üretilen büyük ve kompleks yapıların karakteristikleri başlıca; baraj tasarım yükü yüksekliği, büyük deşarj, birim genişlikteki deşarj kapasitesi ve karmaşık jeolojik koşullardır. Üretilen güç miktarı onlarca veya yüzlerce gigawatt kadar yüksek olabilen bu derece yüksek güç üreten potansiyel enerjiyi dağıtmak, sönümlemek baraj mühendisliğinin elbette zor olan konularındandır. Dolayısıyla baraj mühendisliğinin araştırma konularından olan barajların deşarj yapılarının hidrolik karakteristikleri ve ortaya çıkan enerjinin güvenli ve ekonomik olarak dağıtımının sağlanması hususu dikkate alındığında etkin bir proje tasarımı için yapılacak fiziksel modelleme, prototip deneyleri ve sayısal modelleme sonuçlarının birlikte değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada yapılan fiziksel model çalışmalarıyla belirlenen deşarj yapılarındaki hidrolik karakteristikler ve enerji kırıcı yapıların etkinliği Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın sayısal modellemesinde özellikle açık kanal akımı, sediment taşınımı, oyulma gibi problemlerin çözümünde başarılı bir yazılım olan Flow3D kullanılmış olup sayısal hesaplamalardan elde edilen su yüzü, basınç değerleri ve hız profilleri model ölçeğiyle (1/100) yapılan fiziksel model deney ölçümleriyle karşılaştırılmıştır.