A Finite element simulation of frontogenesis in the atmosphere with the vorticity-divergence formulation by using a horizontal deformation field model

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 1988

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: H.MÜNCİ BİLGİÇ

Danışman: MEHMET HALUK AKSEL

Özet:

ÖZET YATAY DEFORMASYON ALANI MODELİNE BA?LI ATMOSFERDEKİ CEPHE OLUŞUMUNUN BURGAÇ-HIZ GRADYANI İLE FORMÜLE EDİLMİŞ SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE BENZETİMİ BİLGİÇ, H. Münci Yüksek Lisans Tezi, Makina Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. M. Haluk AKSEL Ekim 1988, 129 sayfa Bu çalışmanın amacı, aynı zamanda atmosferdeki hareket olarak kabul edilebilecek, yarı sınırlanmış sıkışabilir bir akışkanın dönen bir küre üzerindeki hareketinin üç boyutta benzetimini yapmaktır. Çalışmanın ilgi noktası cephe olarak adlandırılan ve değişik kaynaklı ve değişik özelliklere sahip hava kitlelerinin arasındaki ani değişim gösteren geçiş bölgeleridir. Atmosferde cephe oluşumuna yol açan mekanizmalardan biri de yatay deformasyon alanıdır. Yatay deformasyon alanına bağlı cephe oluşumu için, dik koordinatın, sahte-yükseklik olduğu sonlu bir ortamda analitik çözüm elde edilmiştir. Bu çözüm, süreklilik denkleminde akışkanın sıkıştır ılamaz olduğu ve cephe derinliğince Coriolis kuvvetiyle basınç kuvveti arasında bir denge bulunduğu varsayımlarını içerir. Bunun yanında, sayısal ve analitik çözümlerde sürtünmesiz ve adiabatik akış varsayımı yapılmıştır. Sayısal çözüm, dik koordinatın basıncın yüzey basıncına oranı olduğu bir sistemde, kurbağa sıçraması tekniği kullanılarak sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilmiştir. -v-Temel denklemlerin çözümü için^ birinci dereceden eş-parametreli elemanlar kullanılarak burgaç ve hız gradyanı bağlı değişken olarak alınmıştır. Farklı sınır koşulları uygulanarak elde edilen sayısal çözümler birbirleriyle ve analitik çözümle sonuçları tartışılarak karşılaş- tırılmıştır. Sayısal çözümlerle, 55 saati aşan başarılı tahminler elde edilmiş ve sonuçların analitik çözümle uyum içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Yatay Def ormasyon Alanı, Atmosferik Cephe Oluşumu, Sonlu Elemanlar Metodu, Burgaç-Hız Gradyanı Formülasyonu. -vı-