Basamaklı dolusavakların hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi ile incelenmesi

Basamaklı dolusavaklar, boşaltım kanalı boyunca yerleştirilen basamaklar sayesinde akım enerjisinin büyük kısmını sönümleyebilmektedir. Basamakların enerji sönümlemedeki etkisi sebebiyle yüzyıllardır kullanılan bu dolusavaklar, birçok akademik çalışmaya da konu olmuştur. Araştırmacılar, enerji sönümleme oranında daha iyi neticeler elde edebilmek için farklı basamak geometrileri önermeye devam etmektedir. Bu tez çalışmasında, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi yazılımlarından olan Flow-3D kullanılarak basamaklı dolusavaklardaki akım, sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma, temel olarak iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda, DSİ TAKK (Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol) Dairesi Başkanlığı tarafından 1/40 ölçekli olarak modellenen Antalya Gökçeler Barajı basamaklı dolusavağının deney sonuçları, dört farklı türbülans modeli (𝑘-𝜀, 𝑘-𝜔, LES, RNG) kullanılarak sayısal olarak incelenmiş ve deneysel sonuçlarla en uyumlu türbülans modelleri tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise literatürdeki klasik basamaklı bir dolusavak modelinin deney sonuçları kullanılarak sayısal doğrulama yapılmış ve üçgen basamaklı dolusavak geometrileri önerilmiştir. Çalışmanın ilk kısmında yürütülen analizlerin deney sonuçları ile kıyaslanması neticesinde, debi-seviye eğrilerinde en uyumlu türbülans modelinin 𝑘-𝜔; dolusavak basınç ölçümleri, sönümlenen enerji oranları ve yaklaşım kanalı hızlarında en uyumlu türbülans modelinin 𝑘-𝜀; dolusavak su yüzü profillerinde ise en uyumlu türbülans modelinin LES (Large Edyy Simulation) olduğu görülmüştür. Çalışmanın ikinci kısmında yürütülen analizler neticesinde ise tüm modellerde debi arttıkça enerji sönümleme oranının azaldığı, çalışmada kullanılan tüm debilerde üçgen basamaklı dolusavakların klasik basamaklı dolusavağa kıyasla daha yüksek oranda enerji sönümleyebildiği, üçgen basamaklı modellerde basamak derinliğinin (ht) artışıyla birlikte enerji sönümleme oranın arttığı, üçgen basamaklı dolusavakların klasik basamaklı dolusavağa göre yaklaşık %78'e kadar daha fazla enerji sönümleyebildiği sonuçlarına varılmıştır.