Motorsuz yüzer bir cismin düz deniz tabanında meydana getirdiği hidromorfolojik etkilerin incelenmesi

Abstract

Yaklaşım kanallarında, nehirlerde, iç limanlara bağlantının sağlandığı suyollarında seyreden yüzer cisimler, gemi dalgaları, geri dönüş akımları, pervane jet akımları gibi çeşitli hidrodinamik etkilere neden olmakta, bu etkiler ise denizel ortamda çeşitli morfolojik değişimlere neden olmaktadır. Bu doktora tezi kapsamında, düz bir deniz tabanında seyreden motorsuz bir yüzer cismin meydana getirdiği hidrodinamik etkiler ve bu etkilere bağlı meydana gelen morfolojik değişimlerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu noktada, yüzer cismin çekilme hızı, baş yapısı, temiz açıklığı ve deniz tabanındaki katı madde özelliklerine bağlı olarak 96 farklı senaryo oluşturularak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yardımıyla gerekli çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda yüzer cisim hidrodinamiği ve buna bağlı askıya kalkan katı madde miktarları açısından karşılaştırmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde, küt baş yapılı yüzer cismin meydana getirdiği askıdaki katı madde miktarlarının, baş yapısı eğimli olan yüzer cisme oranla çekilme hızlarına bağlı olarak 1,1~3,2 kat arasında değişmekle birlikte ortalama 1,95 kat daha fazla olduğu belirlenmiştir. Yüzer cismin genişlemesi ve uzaması durumlarında meydana gelen askıdaki katı madde miktarları ise, yüzer cismin genişlemesi durumunda küt baş için 1,41~1,94 kat arasında değişmekle birlikte ortalama olarak 1,72 kat arttığı, yüzer cismin boyunun uzaması durumunda ise askıdaki katı maddenin 0,69~0,98 kat arasında değişmekle birlikte ortalama 0,89 kat azaldığı, eğimli baş yapılı yüzer cisimde ise sırasıyla bu değerlerin ortalama olarak 1,88 ve 0,93 kat olduğu tespit edilmiştir. Buna göre özetle, katı madde hareketi açısından yüzer cismin baş geometrisinin en önemli parametre olduğu, ikincil parametre olarak yüzer cismin hızı ve üçüncül parametre olarak tabana olan uzaklığının tasarımcılar açısından ileriye dönük katı madde hareketi tahmini aşamalarında göz önüne alınmasının önem taşıdığı belirlenmiştir.

Floating objects (FO) navigating in approach channels, rivers and waterways cause various hydrodynamic effects such as ship waves, return currents and propeller jet currents which lead to various morphological changes at the seabed. The scope of this doctoral thesis is to determine the hydrodynamic effects and morphological changes induced by non-powered FO navigating on a flat seabed. At this point, 96 scenarios were conducted with the help of CFD depending on the pulling speed of the FO, bow geometry, static gross under keel clearance and sediment properties on the seabed. In the study, the amount of suspended sediment caused by FO induced hydrodynamics is compared for each scenario. As a result of the study, it is determined that the amount of suspended sediment induced by the straight headed FO was varies between 1.1~3.2 times, on average 1.95 times more than the raked (with vertical head-log) bow FO depending on the pulling speeds. In the case of the increase in the width of the straight bow FO, the amount of suspended sediment increased by 1.41~1.94 times, on average 1.2 times compared to base scenario. On the other hand, the suspended sediment decreased by 0.69~0.98 times with an average of 0.89 times when the length of the FO was increased. For the raked bow FO, these values were determined as 1.88 and 0.93 times on average, respectively. In brief, it is determined that the bow geometry of the FO is the most important parameter in terms of suspended sediment transport, and it is followed by the pulling speed and the UKC of the floating object. These parameters are important for designers to consider in the forward-looking estimation of sediment transport.