Kararlı akım izleyen taşkın hidrografı nedeniyle farklı enkesitli köprü ayakları etrafında oluşan yerel oyulmaların deneysel ve sayısal araştırılması

Yapısal ve hidrolik problemleri dikkate almak köprü tasarımının güvenliği için gereklidir. Taşkın akımlarının neden olduğu, köprü ayakları çevresindeki yerel oyulmalar köprü yıkılmalarının en önemli nedenidir. Bu tez de, köprü ayakları etrafındaki yersel oyulmalar hem kararlı hem de kararsız akım şartları altında ve temiz su oyulması şartlarında farklı tip hidrograflar kullanılarak ölçülmüştür. Bu tezin genel amacı nihai oyulma derinlikleri, zamana göre gelişen oyulma derinlikleri ve oyulma çukurunun boyutlarını beş farklı ayak şekli için ilk 5 dakikası kararlı rejimde olan 5 farklı hidrograf altında ölçmektir. Diğer bir amaç ise, deneysel bulguları mevcut yaklaşımlar çerçevesinde karşılaştırmak ve numerik simülasyonlar gerçekleştirerek bazı Pratik yaklaşımlar sunabilmektir. Nihai ve zamana göre gelişen oyulma derinlikleri, dairesel, kare, dikdörtgen, dairesel uçlu dikdörtgen ve trapez uçlu dikdörtgen ayak kullanılarak ölçülmüştür. Oyulma genişliği ve oyulma boyu 2 farklı kamera ile kaydedilmiştir. Denge oyulma derinlikleri, zaman göre değişen oyulma derinliği eğrilerinin analitik çözümü sonucu elde edilmiştir. Yeni analitik yaklaşımlar geliştirebilmek için kararlı ve kararsız akım şartları altındaki deney verilerine regresyon analizi yapılmıştır. Deney verileri kullanılarak bu çalışma için şekil katsayıları elde edilmiştir ve literatürdeki diğer araştırmacıların sunduğu katsayılarla karşılaştırılmıştır. Nümerik çözüm ANSYS FLUENT programı kullanılarak RNG k-ε türbülans modeli ile dairesel ve kare ayak için gerçekleştirilmiştir. Nümerik çözümden elde edilen sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır. Determinasyon katsayılarının yüksek olduğu ampirik ilişkiler, istatistiksel olarak anlamlı olduğunu ortaya koymuştur.