Dökmetaş tipi dalgakıranlar yakınındaki düzenli dalga altında türbülans karakteristiklerinin deneysel olarak belirlenmesi

Abstract

Dökmetaş tipi dalgakıranlar tüm dünyada uzun yıllardır ve çok çeşitli kıyı mühendisliği sorunlarının çözümü olarak uygulanmışlardır. Bu yapılar etrafındaki akım ve hız koşullarının incelenmesi; fonksiyonellikleri, dayanımları ve yakın çevrelerinin morfolojisi üzerinde yarattıkları etkilerin anlaşılması açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada dökmetaş tipi dalgakıranlar önündeki hız alanlarıyla ilgili laboratuvar ortamında ölçülmüş veriler sunulmuştur. Hız ölçümleri düzenli dalga koşulunda ve dalgakıran yakınında, bir akustik Doppler hız ölçeriyle (Nortek Vectrino) gerçekleştirilmiştir. Deneyler İTÜ Hidrolik Laboratuvarında bulunan 26 m uzunluğunda, 0.98 m genişliğinde ve 0.85 m yüksekliğindeki iki boyutlu dalga kanalı ile 26 m uzunluğunda, 6 m genişliğinde ve 1.4 m yüksekliğindeki üç boyutlu dalga kanalı olmak üzere iki farklı kanalda yürütülmüştür. Elde edilen veriler kullanılarak türbülans çalkantılarını faza bağımlı dalga hareketinden ayırabilmek için hem polinom yaklaşımı hem de sağlam (robust) yerel regresyon yöntemleri kullanılmıştır. Her bir dalga periyodu için türbülans çalkantılarının yatay ve düşey doğrultulardaki karesel ortalama değerleri (RMS) elde edilmiştir. Ayrıca dalgakıran önünde türbülans kayma gerilmesi (TSS) ve türbülans kinetik enerjisi (TKE) değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra çalkantı bileşenleri (u_rms^', v_rms^',w_rms^'), TKE ve TSS değerlerinin kontür grafikleri çizilerek konuma bağlı değişimleri incelenmiştir. Sonuçlar, dalgakıran üzerinde dalga sıkışması olduğunda türbülans şiddetinin daha büyük değerler aldığını göstermiştir. Diğer yandan, pürüzlü yüzey etkisinin bir sonucu olarak en büyük türbülans kayma gerilmesi değerleri dalgakıran yüzeyinin yakınlarında gözlenmiştir.