Numerical modelling of wave-structure interaction problems through CFD methods

Bu çalışmanın ana odağını dalga-yapı etkileşimi problemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yönlemleriyle modellenmesi oluşturmaktadır. Çalışmanın ilk kısmında, Haydarpaşa Dalgakıranı'nın tsunami etkisi altındaki performansı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bu dalgakıranın temel yıkılma mekanizmasının kronman duvarının kayması olduğu ve liman tarafındaki taşların denge durumlarının da etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Liman tarafının en üstündeki taşın dengesine bağlı olarak tasarım önerileri verilmiştir. Bunun ardından, iki küresel cismin soliter dalga etkisi altındaki hareketleri deneysel ve sayısal olarak çalışılmıştır. Kullanılan mevcut HAD çözücülerinin güçlü ve zayıf yönleri tartışılmıştır. Çalışmanın ikinci kısımında, OpenFOAM HAD Kütüphanesi kullanılarak ve birinci kısımdaki tartışmalara odaklanan iki HAD çözücüsü geliştirilmiş ve doğrulanmıştır. Her iki model de gözenekli ortamdaki akım özelliklerini çözme, serbest akım yüzeyini Akışkan Hacmi Yöntemi (AHY) ile belirleme özelliklerine sahiptir ve dalga üretimi/soğurulması işlevleri için bu kütüphanede bulunan sınır koşulları ile ilintilendirilmiştir. İlk HAD çözücüsünde hareket etmeyen sınırlar için gövde kuvveti batık sınır metodu (BSM) kullanılmaktadır. Bu çözücüde AHY hem cebirsel ve hem de geometrik algoritmalar ile uygulanmıştır. Bu çalışma, isoAdvector isimli geometrik AHY algoritmasının BSM ile birlikte ve gözenekli ortam içerisinde kullanıldığı ilk örnektir. İlk HAD çözücüsü dört ayrı deneysel veri seti kullanılarak ve sınırlara uyumlu çözüm ağları üzerinde çalışan bir HAD çözücüsü ile karşılaştırmalı olarak doğrulanmıştır. İkinci sayısal modelde hareket eden ve etmeyen sınırlar için kesik hücre BSM kullanılmaktadır. Bu model, hareket eden sınırları gözeten, serbest akım yüzeyinin belirlendiği, gözenekli ortamdaki akım özelliklerinin çözülebildiği ve dalga üretimi/soğurulması kapasitesine sahip olan ilk örnektir ve bir analitik çalışmanın sonuçları kullanılarak doğrulanmıştır.