Özet:
Bu doktora çalışmasında akış iki başlık altında çalışılmıştır.
Birinci çalışmada, model deneyler ve sayısal simülasyonlar kullanılarak üç boyutlu
esnek bir T kirişinin deformasyonu incelenmiştir. Deneyde girişinden sabit ve
düzgün su akışının sağlandığı bir devridaim su kanalının içine bir kiriş
yerleştirilmiştir. Çapraz akış yönünde esnek T kirişinin deformasyonunu
kaydetmek için yüksek hızlı bir kamera sistemi kullanılmıştır (HSC). Bundan başka,
esnek T kirişinin deformasyonunu simüle etmek üzere iki yönlü sıvı-yapı
etkileşimi (FSI) için bir sayısal yöntem uygulanmıştır. Sıvı ve katı alanı
bağlaştırmak için bir ‘’system coupling’’ kullanılmıştır. Ağın oluşturulmasında
dinamik ağ yöntemi kullanılmıştır. Üç boyutlu sayısal ve esnek katı T kirişi HSC
sonuçlarıyla doğrulandıktan sonra farklı Reynolds sayıları için deformasyon ve
gerilme hesaplanmıştır. Bu çalışma hız 0.25 m/s’den 0.35 m/s’ye yükseldiğinde
esnek T kirişindeki deformasyonun nerdeyse %90 arttığını, buna karşılık hız 0.25
m/s’den 0.15 m/s’ye düşürüldüğünde esnek T kirişindeki deformasyonun
neredeyse %63 azaldığını göstermiştir. İkinci çalışma da ise, bir tekil dalga ile bir
hareketli silindir arasındaki etkileşimi çözmek için bir 2-D sayısal dalga tankı
(NWT) kullanılmıştır. Silindir, tankın taban zeminine göre çeşitli pozisyonlarda
yerleştirilmiştir. Silindir sabit bir yatay hızda tekil dalgaya doğru hareket
edebilmektedir. Toplam ondört örnek durum inecelenmiştir. Beş batıklık derinliği
ve iki farklı hareket hızı da dahil olmak üzere on farklı sayısal simülasyon
kullanılmıştır. Hareketli ve hareketsiz silindirler arasındaki silindirler arasındaki
dalga-yapı etkileşiminin sonuçlarını karşılaştırmak amacıyla silindir, NWT içinde
hareketsizken beş farklı simülasyon daha incelenmiştir. Sayısal sonuçlar, Reynolds
ortalaması alınmış Navier-Stokes (RANS) denklemleri ve sıvı hacmi (VOF)
denklemleri hesaplanarak elde edilmiştir. NWT içinde bir dalga pedalını ve silindiri
hareket ettirerek bir tekil dalganın oluşturulması için iki farklı kod (Kullanıcı
Tarafından Tanımlana Fonksiyon-UDF) kullanılmıştır. Ağın oluşturulmasında
dinamik ağ yöntemi kullanılmıştır. İlkin, CFD kodlarının dalga pedalı hareketi
kullanılarak bir tekil dalga oluşturabilmesi ve hareketli bir silindirin hidrodinamik
kuvvetleri sayısal sonuçlarla doğrulanmıştır. Ardından çeşitli koşullarda serbest
yüzey değerlendirmesi yapılmış ve hidrodinamik kuvvetler incelenmiştir.
