Dalga ve akıntı etkisi altında sığlaşma bölgesine yerleştirilmiş küçük hacimli batık silindirlere tesir eden hidrodinamik kuvvetlerin nümerik hesabı ile ilgili bir araştırma

Abstract

Yatay silindirik yapılar endüstriyel ve evsel atık suların taşındığı deniz deşarjları, nükleer ve termik santrallara gerekli soğutma suyunun, gaz ve ham petrolün açık deniz petrol platformlarından taşındığı boru hatları gibi boru hatları gibi karşımıza çıktığı gibi, yine haberleşme ve enerji naklinde kullanılan kablolarda bu tip yapılara örnek olarak verilebilir. Deniz altına döşenen bu tip boru hatları etrafındaki akım problemi oldukça karmaşık ve çözümü de yeterince zordur. Bugüne kadar bu konuda oldukça detaylı çalışmalar yapılmasına rağmen, genellikle deniz tabanının yatay olduğu kabul edilmiş ve yine dalgaların sığlaşma etkisi ile değişime uğramasıyla ortaya çıkan lineer olmayan etkiler çok az sayıda çalışmada dikkate alınmıştır. Bu bölgede yüksek mertebeden dalga teorilerinin dikkate alınması daha doğru bir yaklaşım sağlayacaktır. Ancak bu da problemin çözümünü oldukça güçleştirmektedir. Bu çalışmada 1/10 taban eğimine sahip deniz tabanına yerleştirile bilecek yatay silindirik yapı elemanlarına sığlaşma etkisi de dikkate alınmak suretiyle dalga-akıntı etkisinin birlikte olması durumunda hidrodinamik kuvvetlerin teorik olarak belirlenmesine çalışılmıştır. Akıntı etkisi farklı hızlarda ancak uniform olarak dikkate alınmıştır. Yüksek mertebeden bir dalga teorisi olan Cnoidal dalga teorisi yardımıyla hazırlanmış olan bilgisayar programı yardımıyla Morison denklemi kullanılarak sırasıyla taban yakınındaki dalga kinematikleri sonra hidrodinamik kuvvetler belirlenmiştir. Elde edilen sonuçların daha önce tanımlanmış teorik yaklaşımlarla tam bir uyum sağladığı görülmüştür.