Üç-boyutlu matematik model ile baraj haznesindeki yoğunluk akımlarının incelenmesi

Abstract

IÖZET3 BOYUTLU MATEMATİK MODEL İLE BARAJ HAZNESİNDEKİ YOĞUNLUKAKIMLARININ İNCELENMESİBu çalışmada, üç boyutlu, tabanı eğimli bir haznede Coriolis kuvvetinin yapmış olduğu etki,üç boyutlu matematik model kurularak araştırılmıştır. Kurulan model için akımı yönetentemel denklemler, başlangıç ve sınır şartlarına göre çözülmüştür. Haznede oluşan, hız, dalmaderinliği ve taban akımı, sıcaklıklar kontrol hacim ve sonlu farklar metodu kullanılarakFluent 6.1 paket programı ile çözümü ve simülasyonu yapılmıştır. Haznede bulunan su ilehazneye gelen suyun yoğunlukları farkının yalnızca sıcaklık farkından kaynaklandığı kabuledilmiştir. Yoğunluk farkından dolayı haznede meydana gelen tabakalı akım incelenmeyeçalışılmıştır. Bu çalışma, haznedeki yaşam ve su kalitesi modellenmesi açısından önemlidir.Beş bölümden oluşan bu tez kısaca açıklanacak olursa;Tezin ilk bölümünde, tezin amacı ve içeriği verilmiştir.Tezin ikinci bölümünde, önceden yapılmış çalışmalar hakkında bilgi verilmiştir.Tezin üçüncü bölümünde, olayı yöneten denklemler çıkarılmış ve süreklilik denklemi,kararsız akım hareket denklemi, enerji denklemi ve k-e türbülans model denklemleritanımlanmıştır. Johnson ve Stefan' ın (1988) de yapmış oldukları deney verileri kullanılarakmatematik model oluşturulmuş ve çözümü yapılmıştır. Buna ilaveten gerçek baraj haznesiboyutlarındaki hazne için matematik model oluşturulmuş ve çözümü yapılmıştırTezin dördüncü bölümünde ise, kurulmuş olan matematik modelin sonuçları irdelenmiştir.Tezin beşinci bölümünde çalışmanın genel özeti ve sonucu verilmiştir.2007, 66 sayfaAnahtar Kelimeler: Baraj haznesi, Coriolis Kuvveti, Dalmış Akım, Taban Akımı

IIABSTRACTANALYSIS OF DENSITY FLOW IN DAM RESERVOIR USING THREEDIMENSIONAL MATHEMATICAL MODELIn this study, impacts of the Coriolis force are worked using three dimensional mathematicalmodels with diverging and sloping bottom channels. For the establish model, governingequations are solved according to initial and boundary condition. Velocity, plunging depth,underflow, and temperature in the reservoir are solved using FLUENT 6.1 commercialcomputer program. In the present study, it is assumed that density differences occur due totemperature differences between inflow and ambient flow. Stratified flow occurring due todensity flow is also studied. The result of this study plays an important role on life inreservoir, water quality and management.As a summary, this thesis is divided into five sections:In the initial part of the thesis , aim of the work and the contents are explained.In the second section, information about previous studies are given.In the third section, governing equations are defined; which are continuity equations,momentum equations, energy equations, k-ε turbulence model equations. Johnson andStefan?s (1988) experimental work data used to construct the mathematical model andconsequently the model is solved. In addition real dam reservoir model with originaldimensional measures is established with the three dimensional mathematical model and itssimulations are made.In the fourth section, mathematical model simulation results are discussed and evaluated.Finally section, contains summary and conclusions of the study.2007, 66 pagesKey Words: Dam Reservoir, Coriolis Force, Plunging Flow, Underflow