Three dimensional numerical modelling of transport processes in coastal water bodies
Kıyı sularının taşınım süreçlerinin üç boyutlu matematiksel modellemesi
- Tez No: 76064
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL ÖZHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Matematiksel model, sayısal model, türbülans, sonlu farklar, sonlu elemanlar, kirletici, çevrimi, su değişimi, kıyısal akıntılar, Deniz suyu, Kuyu suları, Matematiksel modelleme, Sonlu elemanlar yöntemi, Sonlu farklar yöntemi, Mathematical model, numerical model, turbulence, finite difference, finite element, pollution, circulation, flushing, coastal currents, Sea water, Well waters, Mathematical modelling, Finite element method, Finite differences method
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, kıyı sularında oluşan akıntıları ve su düzeyi değişimlerini hesaplayan üç boyutlu bir matematiksel model geliştirilmiştir. Model, hidrodinamik, taşınım ve türbülans alt modellerinden oluşmaktadır. Hidrodinamik alt modelinde, düşey yöndeki su taneciklerinin ivmesinin önemsiz olduğu ve Bousinessq yaklaşımının geçerliliği varsayılarak, Navier Stokes eşitlikleri çözülmektedir. Taşınım alt modelinde, su sıcaklığı, tuzluluğu ve deniz suyuna karışan bir kirleticinin zamansal ve yersel derişimlerini benzeştiren taşınım model elemanları bulunmaktadır. Bu alt modelde, su sıcaklığı, tuzluluğu ve kirletici taşınımları için, üç boyutlu ilerlemeli yayılma denklemleri ayrı ayrı çözülmektedir. Türbülans alt modelinde, değişken düşey akışkanlık katsayısı, türbülans kinetik enerjisi ve kinetik enerjinin sönümlenme hızı, iki eşitlikli k-e türbülans modeli kullanılarak hesaplanmaktadır. Yatay akışkanlık katsayıları, Smagorinsky cebirsel alt-çözüm ağı ölçekli türbülans modeli ile benzeştirilebilir.Sayısal çözüm yöntemi olarak yatay düzlemde sonlu farklar, düşeyde ise sonlu elemanlar kullanılmıştır. Kara sınırları hareketli alınabilmekte ve yatay düzlemde değişik büyüklükte çözüm ağı uzunlukları seçilebilmektedir. Düşeyde, çözüm ağı kümeleşmesi uygulanarak çözünülürlük artırılabilinir. Geliştirilen matematiksel model sonuçları, bilimsel kaynaklarda yayınlanan analitik ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak gerçeklenmiştir. Model başarıyla Türkiye'deki çeşitli kıyısal sulara uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
A three dimensional baroclinic mathematical model is developed to compute water levels and water particle velocity distributions in coastal waters. The numerical model consists of hydrodynamic, transport and turbulence model components. In the hydrodynamic model component, the Navier-Stokes equations are solved with the hydrostatic pressure distribution assumption and the Boussinesq approximation. The transport model component consists of the pollutant transport model and the water temperature and salinity transport models. In this component, the three dimensional convective diffusion equations are solved for each of the three quantities. In the turbulence model, a two-equation k-e formulation is solved to calculate the kinetic energy of the turbulence and its rate of dissipation, which provide the variable vertical turbulent eddy viscosity. Horizontal eddy viscosities can be simulated by the Smagorinsky algebraic sub grid scale turbulence model.The solution method is a composite finite difference-finite element method. In the horizontal plane finite difference approximations and in the vertical plane finite element shape functions are used. The governing equations are solved both explicitly and implicitly in the cartesian coordinate system. The horizontal mesh sizes can be variable. To increase the vertical resolution, grid clustering can be applied. In the treatment of coastal land boundaries, the flooding and drying processes can be considered. The numerical model predictions are verified by using several experimental and analytical results published in the literature. The successful use of the model for a variety of real life cases is demonstrated.
Benzer Tezler
- Düşey levhalarda ısı iletkenliği düşük yatay kanatların doğal ısı taşınımına etkisi
Influence of horizontal fins with low thermal conductivity on natural convective heat transfer from vertical surfaces
NEDİM TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN F. GENCELİ
- Betonarme çerçevelerden oluşan yapıların depremdeki davranışına merdiven taşıyıcıların etkisi
Başlık çevirisi yok
CEMAL KEMAL
- Sınırlandırılmış yol-hız-zaman uzayında lineer bir katar seyir modeli için optimal enerjili hız yörüngelerinin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
HALUK GERÇEK
- Ulaştırma sistemlerinin bütünleşik analizi
Integrated analysis of transportation systems
TEVFİK BAŞAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR EVREN
- Çok ölçütlü sorun çözümüne yönelik bir bütünleşik karar destek modeli
Integrated decision aid model for multiattribute problem solving
YUSUF İLKER TOPÇU
Doktora
Türkçe
2000
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. FÜSUN ÜLENGİN