Experimental and numerical investigation of the effect of a vegetation array to the flow resistance and characteristics

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: EMRE HASPOLAT

Danışman: METE KÖKEN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bitki kanopilerinin sudaki yaşam ve ekoloji üzerinde oynadığı önemli rol, onları nehirlerin ve su yollarının vazgeçilmez bir parçası yapmaktadır. Bu çalışmada, farklı hidrolik koşullar altında, çeşitli yoğunluklara sahip batık ve batık olmayan bitki dizileri kaynaklı akım direnci deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Şaşırtmalı dağılıma sahip bir grup rijit pürüzsüz silindirlerle taklit edilen batık ve batık olmayan bitki dizileri üzerindeki sürükleme kuvvetini ölçebilmek için sürükleme plakasına sahip özgün bir deney düzeneği geliştirilmiştir. Literatürde, çalışmalar çoğunlukla yüksek bitki yoğunluğu, küçük gövde çapı ve düşük bitki Reynolds sayısı altında icra edilmiştir. Diğer yandan, bitki dizileri kaynaklı akım direnci hakkındaki mevcut bilgileri artırmak amacıyla bu çalışma göreceli düşük bitki yoğunluğu, geniş gövde çapı ve yüksek bitki Reynolds sayıları altında gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, bitki yoğunluğunun, akım durumlarının ve batıklık oranlarının toplam akım direnç parametreleri ve sürükleme katsayısı üzerindeki etkisi sistematik olarak değerlendirilmiş ve bu direnç parametrelerini tahmin etmek için deneysel denklemler önerilmiştir. Ayrıca, bazı deneysel durumlar detached eddy simülasyonuna dayanan sayısal çalışmayla da incelenmiştir. Sayısal analizler sürükleme plakası üzerindeki yatak kayma gerilmelerinin değerlendirilmesini sağlamış ve böylece yatak sürtünmesinin toplam akım direncine olan katkısını hesaplayacak denklemler türetilmiştir. Deneysel ve sayısal olarak bulunan sürükleme katsayıları arasında güçlü bir tutarlılık olduğu görülmüştür. Son olarak, bitki dizilerindeki akım özellikleri ve yapıları sayısal analizler vasıtasıyla incelenmiştir.