Akışkan-yapı etkileşimi problemlerinin deneysel ve sayısal incelenmesi

Akışkan-Yapı Etkileşimi (FSI) birçok mühendislik uygulamasında karşılaşılan yaygın bir mühendislik problemidir. Bünyelerinde barındırdıkları non-lineerite ve çoklu fizik olgusu nedeniyle, bu alandaki deneysel ve sayısal çalışmalar problemin ana karakteristiklerinin belirlenmesinde büyük öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, serbest yüzeyli akışkanların elastik katı cisim ile etkileşimini içeren bir Akışkan-Yapı Etkileşimi (FSI) problemi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal metot olarak akışkanların Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), katı cisimlerin ise Finite Element Method (FEM) kullanılarak modellendiği hibrit SPH-FEM metodu kullanılmıştır. İlk olarak SPH metodunun serbest yüzeyli akımları modelleyebilme etkinliğinin belirlenmesi amacı ile klasik bir baraj yıkılması deneyi gerçekleştirilmiştir. Akabinde SPH metodu FEM ile birleştirilmiş ve bir FSI probleminin incelemesinde kullanılmıştır. SPH-FEM metodunun etkinliği çeşitli noktalardaki zamana bağlı noktasal su derinlikleri ve katı cisim deplasman değerleri kullanılarak araştırılmıştır. Katı cisim deplasman değerleri görüntü işleme tekniği kullanılarak elde edilirken zamana bağlı noktasal su seviyesi değişimleri görüntü işleme tekniğinin yanı sıra ultrasonik sensörler kullanılarak elde edilmiştir. Deneysel veriler ile sayısal sonuçlar karşılaştırıldığında, sayısal analiz sonuçlarının deneysel veriler ile genel olarak makul bir uyum içerisinde olduğu görülmüştür.