Dikdörtgen Kesitli Yükseltilmiş Su Tankındaki Su Çalkantısının Yapının Davranışı Üzerindeki Etkisi

Abstract

Bu çalışmada kısmen dolu yükseltilmiş su depolama tanklarında deprem yükü altındaki yapı hareketi sırasında tanktaki sıvıda oluşabilecek olan çalkantının araştırılması için Akışkanın Hacmi metodu kullanılarak yapı üzerindeki etkileri, değişen tank geometrisi ve yapı periyodu için takip edilmiştir. Akışkanın homojen, izotrop, viskoz, Newton kanunlarına uyan ve sadece sınırlı sıkışırlığa sahip olduğu kabul edilmiş ve Sonlu farklar yaklaşım metodu ile Navier-Stokes denklemlerini çözen ve Akışkanın Hacmi metoduna dayanan bir yazılım sayesinde bulunan sonuçlar ile ortaya çıkan sistem üzerindeki ek kuvvetler deprem etkisi için hesaplanan tasarım deprem yükü ile karşılaştırılmış ve geometri ve yapı periyodu ile nasıl değiştiği araştırılmıştır ve çalkantının etkilerine dikkat çekilmeye çalışılmıştır.

In this study, sloshing effects on an elevated water tank during an earthquake were studied. The fluid is assumed to be homogenous, isotropic, viscous, exhibits only limited compressibility and is Newtonian. Structural behaviour is observed, using our own software based on SOLA-VOF method that solves Navier-Stokes equations by the use of finite difference approximations. In order to anticipate and simulate the worst case scenarios involving extreme sloshing loads caused by the earthquake; several cases have been simulated and solved using the VOF (Volume of Fluid) based software. Free surface of the fluid has been tracked for each of case of the problem and horizontal forces on the structure as well as the wave height caused by sloshing has been calculated and studied. In the light of this analysis it is being suggested that sloshing effects would better be taken into account in design and construction of elevated water storage tanks.