Civil Engineering / İnşaat Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/13
Browse
4 results
Search Results
Research Project Tahtalı Baraj Gölü'nde hidrodinamik çevrimin modellenmesinde ve düşeyde akım profilinin sıcaklıkla ilişkilendirilmesi(2007) Elçi, Şebnem; Gök, Suzan; Atış, İlker; Sılay, Erdenir Aslı[No Abstract Available]Research Project Türbülansın askıdaki katı maddenin çökelme hızına etkisinin deneysel olarak araştırılması(2018) Elçi, ŞebnemTürbülanslı akımlarda düşey yönde akı nispeten küçük olsa da, gözlenen biyolojik ve kimyasal değişimlerin açıklanmasında büyük önem taşır. Yüzeysel akımlarda hem karışım hem de askıdaki katı madde modellenmek istendiğinde türbülansın hem karışıma, hem de askıdaki katı madde çökelme hızına etkisinin gerçekçi olarak tanımlanması gerekmektedir. Literatürdeki mevcut denklemler türbülanslı akımın özelliklerini ve etkisini hesaba katmadan parçacık çökelme hızını tahmine yöneliktir, o yüzden de eksik kalmıştır. Bu eksikliği gidermek üzere deneysel bir düzenek tasarlanmış, ve farklı dane boyutlu parçacıklar bir tanka bırakılarak parçacığın çökelme hareketi video ile kaydedilerek sonrasında görüntü işleme tekniği ile çökelme hızları belirlenmiştir. Deneyler esnasında belli derinliklerde 10 MHz akustik Doppler akım ölçer ile akım ölçümleri yapılmış ve akım verileri analiz edilerek akımın türbülans karakteristik bilgileri hesaplanmıştır. Parçacığın akım ölçer probunun yanından geçtiği anın 2 saniye öncesi ve sonrası türbülans karakterizasyonunda kullanılmıştır. Sonraki aşamada türbülans şiddeti, parçacık çökelme hızı ile ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. İki farklı motor devir hızıyla yaratılan türbülanslı akım koşullarında dane boyutu 2?den küçük ve 2?den büyük olma durumuna göre çökelme hızının laminer akıma göre farklı davranış gösterdiği gözlenmiştir. Düşük motor devir hızıyla yaratılan türbülanslı akım, dane boyutu 2 mm?den küçük parçacıklara laminer akımda gözlenen çökelme hızlarını ortalama %49 arttırarak etki ederken, daha büyük parçacıklara arttırıcı etkisi olmadığı ve çökelme hızlarının laminer akımda gözlenen çökelme hızlarına benzer olduğu gözlenmiştir. Motor yüksek devir hızıyla çalıştırıldığında ise, dane boyutu 2 mm?den küçük parçacıklara çökelme hızının ortalama %36 arttırarak etki ettiği, ama daha büyük parçacıklarda çökelme hızını azaltıcı bir etkiye sahip olduğu gözlenmiştir. Deneysel çalışmalar, tek bir dane boyutu için farklı derinliklerde ve farklı türbülans koşullarında gözlenen çökelme hızları ve deneyler esnasında yapılan hız ölçümlerinden elde edilen türbülans kinetik enerjilerinde bazı mesafe ve dane boyutları için benzer oranlar olduğunu göstermiştir. Ancak türbülans kinetik enerjileri ve akım hızları arasında oransal bir ilişki olduğunu tüm ölçümlerde gözlemlemek mümkün olmadığından genel bir ilişki kurulamamıştır. Deneyler sonucunda elde edilen tüm sonuçlar toplu olarak değerlendirilerek çökelme hızları ve türbülans şiddeti arasında regresyon analizi aracılığıyla tabandan ölçülen farklı mesafelerde bir ilişki kurulmaya çalışılmıştır. Analiz sonucu regresyon belirleme katsayısı R2 değeri oldukça düşük de olsa, türbülans şiddetinin ivme ve dane boyutundan bağımsız olarak artışı ile çökelme hızı bu artış göstermiştir. Deneyleri takiben sayısal model ile parçacık çökelme hızının laminer akımda ve farklı türbülanslı akım koşullarında simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla Fluent modelinde Lagrangian dağınık faz alt modeli uygulanmıştır. Laminer akım için deneysel ve sayısal modellerde benzer sonuçlar elde edilmiştir. Ancak türbülanslı akım koşullarında parçacık çökelme hızı modellendiğinde, deneylerde gözlenen çökelme hızındaki artışın modellenen çökelme hızı değerlerinde gözlenemediği görülmüştür. Bu gözlemler doğrultusunda Fluent modelinde parçacık çökelme hızının hesaplandığı förmüllerde kullanıcı tanımlı fonksiyon yazılarak, türbülans şiddetinin çökelme hızının hesabında kullanılması sağlanmıştır. Sonuç olarak bu yaklaşımla türbülanslı akım koşullarında daha gerçekçi hızlar hesaplandığı düşünülmektedir. Özellikle erozyon etkisiyle askıda katı madde miktarının fazla olduğu baraj göllerinde su alma yapısının askıdaki katı maddeyi dışarıda bırakacak şekilde yeniden tasarımında ve nehirlerde köprü ayakları için koruma yapılarının tasarımında kullanılan modelleme yaklaşımlarının akım türbülans karakteristiğini içerecek şekilde yeniden yapılandırılması daha iyi sonuçlar verecektir.Article An Experimental Study on Release Mechanism of Iron and Manganese From Sediments To the Water Column in Reservoirs(2021) Vural, Buse; Elçi, Şebnem; Ökten, Hatice EserIron and manganese accumulation in drinking water reservoirs is a challenging issue and should be controlled to prevent their adverse effects on human health. Accumulation of these elements not only clogs pipeline systems but also causes stains on fixtures and laundry. Also, high concentrations of iron and manganese may lead to various health problems when ingested. This study focuses on the release mechanism of iron and manganese from sediments to the water column in reservoirs and investigates methods to prevent this release. Effects of hypoxia, hypolimnetic aeration, alkalinity of water, and thermal stratification on iron and manganese concentrations were investigated through laboratory experiments. Experiments done simulating the water column showed that hypoxia caused more dissolution of ferrous iron when compared with that of manganese. Accordingly, aeration of the water column in hypoxic conditions lead to a significant decrease in ferrous iron concentrations (in our case reaching zero). However, manganese and total iron levels were not affected by the aeration of the water column. Alkalinity level of the water column was observed to have a great effect on the solubility of iron and manganese. Concentrations of total Fe and total Mn measured for acidic (pH = 5) conditions were considerably greater than concentrations measured at neutral conditions. As for alkaline (pH = 11) conditions, the opposite was observed with measured concentrations of total Fe and total Mn being lower than the ones measured for neutral conditions. Thermal stratification had an enhancing effect on the solubility of both iron and manganese ions. While aeration of the stratified water column slightly decreased the concentrations of Total Fe and Mn, it had a greater impact on decreasing $Fe^{2+}$ concentrations.Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 3Baraj Yıkılması Sonrası İki Boyutlu Taşkın Yayılımının Yerleşim Bölgeleri için Modellenmesi(Turkish Chamber of Civil Engineers, 2017) Elçi, Şebnem; Tayfur, Gökmen; Haltaş, İsmail; Kocaman, BülentHer ne kadar baraj yıkılması nadiren gerçekleşse de, aniden yıkılan bir barajın taşkın dalgasının mansapta bulunan yerleşim bölgelerinde etkisi felaketle sonuçlanabilmektedir. Bu sebeble muhtemel bir baraj yıkılmasının sonuçlarını öngörmek risk yönetimi açısından gereklidir. Bu çalışmada baraj yıkılması sonucunda oluşan taşkın dalgasının tahmini ve mansapta ilerlemesinin analizine yönelik bir yaklaşım sunulmuştur. Sunulan yaklaşım, barajların aniden yıkılma varsayımı ile baraj haznesindeki su hacminin bir-boyutlu model ile dar bir vadi boyunca ötelenmesini ve ötelenmiş hidrograf sınır şartı kabul edilerek mansabında yerleşim bölgeleri yer alan iki ayrı çalışma alanında taşkın dalgasının iki boyutlu yayılımının modellenmesini içermektedir. Önerilen yaklaşım mansabında Eskişehir bulunan Porsuk Barajı ile mansabında İstanbul olan Alibey Barajına uygulanmıştır.