Askıda bitkinin açık kanal akımlarına olan etkisinin modellenmesi

Abstract

Sulak alan bitkileri tam batmış, kısmi batmış ve askıda bitki olarak sınıflandırılabilmektedir. Askıda bitkinin en önemli farkı bitkinin altındaki tabanın etkisidir. Askıda bitki, gözenekli yapıya sahiptir ve akım hızının azalmasına, düşey hız dağılımının da klasik logaritmik dağılımından sapmasına neden olacaktır. Bu çalışmada, sert (esnek olmayan) plastik silindirlerden oluşturulmuş askıda bitki Sontek Akustik Doppler Velocimeter (ADV) kullanılarak açık kanal akımında deneysel olarak araştırılmış ve çalışmanın nümerik modeli Flow-3D kullanılarak modellenmiştir. Bu çalışmanın itici gücü, bitki yoğunluğunun açık kanal akımları üzerindeki etkisini incelemek olmuştur. Nümerik model sonuçları, fiziksel deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucu, askıda bitkinin akım hızında azalmaya sebep olduğunu ve akım hızının bitki yoğunluğu ile değiştiğini ispatlamıştır. Nümerik model sonuçları ile fiziksel deney sonuçları birbirleriyle uyum göstermiştir.

The water plant fields can be classified as submerged, emergent and suspended vegetation. The major difference of the suspended vegetation is the effect of the bottom boundary layer under the plant. Suspended vegetation is porous obstruction and will cause a decrease in speed of the flow and the vertical velocity distribution will deviate from the classical logaritmic distribution. In this research the effect of suspended rigid cylindrical vegetation patch on flow structure was experimentally studied with an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) in an open channel flume and modeled by using a CFD model. The motivation behind this study was to examine the effect of the density of the vegetation on the open channel flow. The numerical model results are compared with physical model studies. The results of the research demonstrate that suspended vegetation cause reduction in speed and the flow velocity varies with the stem concentiration. Numerical simulation results using Flow -3D agree well with the experimental data.