11
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Experimental investigation of surface flow patterns in Golden Horn estuary, Istanbul
The Golden Horn has always been a prominent symbol of Istanbul up to present time. Several districts of Istanbul, Kağıthane at Northeast, Eyüp at Northwest, Fatih at Southwest and Beyoğlu at Southeast surround the Golden Horn which is approximately 7 kilometers long. The narrowest and the widest parts of the Golden Horn are approximately 150 and 750 meters, respectively. Kağıthane and Alibeyköy creeks flow into the estuary. These creeks carry the urban load into the Golden Horn. Until two decades ago, the region struggled with pollution problems that decreased the biodiversity and caused malodour. Because of the high pollution problem, researches have focused on pollution problem without taking the hydrodynamics of the Golden Horn into consideration. In this study, experimental hydrodynamic model of the Golden Horn under three different scenarios is developed. The flow coming from Bosphorus strait constitutes the Golden Horn as an estuary. 7 km distance from beginning to end is a high distance for Bosphorus strait water to actually get in. For this reason, to increase the water quality of Golden Horn "Can Suyu" project has been established. The bathymetry of the Golden Horn varies between 0 and 40 meters. The shallow parts are near to the shores and deepest parts are in the middle of the Golden Horn. The depth is increasing through the end of the estuary. Also, there is a shallow bathymetry at the recess of the Golden Horn Shipyard. In this study, experimental invastigations have focused on surface flow patterns in Golden Horn under four scenarious, which are without structure (Scenario-1), Atatürk (Unkapanı) Bridge (Scenario-2), a submerged bridge (Scenario-3) and Atatürk (Unkapanı) Bridge and a submerged bridge considered together (Scenario- 4). The experimental model scale is 1:80. The velocity of surface water was measured under three different experimental models. The velocity measurement data was used for development of vector maps. To constitute an accurate vector field, a physical mesh was designed based on 50 points where grid cells were selected as 1m x 1m. The points were marked with a spray dye which provided measuring the velocities at exact same location. Laboratory type acoustic doppler velocimeters were used to measure surface velocities. Sontek and Nortek brands were utilized for the experiments which are highly accurate. To calibrate the measurements between the two instruments, they were adjusted to same settings. To avoid sound mixing between two devices, they were departed at least 5 meters away during the measurement of the velocities. To guarantee that the measurements were taken at the same depth a limnograph (millimeter) was used. In addition to these instruments, an ultrasonic flowmeter was also used. The discharges were evaluated at three different values which are 3 m3/ h, 4 m3/ h and 5 m3/ h. The flow velocity data were measured and provided by using SONTEK and NORTEK instruments and their softwares. Despiking method was applied for eliminating the noise from the measurement data. The software Surfer was used for development of the velocity vector maps. The experimental models were developed to determine the surface water flow patterns in Golden Horn under four scenarious which are, natural situation of the estuary without structure as termed Scenarios-1, Atatürk (Unkapanı) Bridge as termed Scenarios-2, a submerged bridge model applied as termed Scenarios-3 and Atatürk (Unkapanı) Bridge and a submerged bridge modeled together named as Scenario-4. The structureless scenario is considered as reference model to evaluate the structure effects on the hydrodynamics of the Golden Horn. For each scenario, flowrates 3, 4 and 5 cubic meters per hour were implemented. Based on the results of this study eddies, shore flows, regional flows, and also effects of structures and bathymetry are observed.
Deniz yapılarında poroz grup silindirlerin tripod diziliminde kullanılması durumunda ortaya çıkan oyulma yapısının deneysel olarak incelenmesi
Enerji günümüzde en büyük ihtiyaçlarımızdan biri haline gelmiştir. Teknolojinin ve sanayinin gelişimiyle dünya ülkeleri ve ülkemizin enerji ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Bu artış ülkeleri yeni enerji kaynakları arayışına yöneltmektedir. Ancak dünyamızda artan nüfus ve nüfusla orantılı olarak artan çevre kirliliği enerji arayışında bizi temiz enerji kaynaklarına yöneltmektedir. Bu bağlamda temiz enerji kaynakları olan güneş ve rüzgârdan enerji edebilmek için teknolojiler geliştirilmiş ve hali hazırda kullanılmaktadır. Bazı dünya ülkeleri temiz enerji kaynaklarına ciddi miktarda yatırım yapmış ve halen yapmaktadır. Okyanus ya da denize kenarı olan ülkelerde kullanılan temiz enerji kaynaklarından biri de açık deniz rüzgâr tarlalarıdır. Açık denizlere kurulan rüzgâr tarlalarında kullanılan mesnet sistemlerinden biri de tripod ayak sistemdir. Çalışmada tripod ayak sistemlerinin poroz sistemlerden kurulması halinde çevresinde oluşacak olan yerel ve global oyulmaların hakim akıntı/akım yönü, poroz silindirlerin yoğunluğu ve silindirlerin yerleşim konfigürasyonuna göre nasıl değiştiği yapılan deneyler ışığında incelenmiştir. Deneylerin yapıldığı kanal 26 metre uzunluğunda, 0.98 metre genişliğinde ve 0.85 metre derinliğindedir. Kanalın silindirlerin yerleştirildiği ve oyulma desenlerinin takip edileceği kısmında tabana 0.20 metre kalınlığında kum serilerek bir yatak oluşturulmuştur. Deneylerde ilk olarak poroz silindirlerle aynı çapa sahip solid (içi dolu) silindirler kullanılmıştır. Her bir silindirin bir diğerine olan mesafesi merkezden merkeze 4D olacak şekilde eşkenar üçgen formunda ayarlanıp kum yatağına sabitlenmiş ve iki akım yönü için deney yapılmıştır. Akım yönleri eşkenar üçgen için üçgenin yüksekliği akıma paralel olarak bir silindir akımın geldiği yöne, diğer iki silindirin oluşturduğu üçgen kenarı da akıma dik olacak şekilde kum yatağına yerleştirilmiştir. Bu kuş uçuşuna benzer yerleşime akım yönü 1 denilmiştir. Akım yönü 2 ise akım yönü 1'in 180o döndürülmüş halidir. Akım yönü 2'de gelen akım ilk olarak akıma dik olan kenarla buluşacak şekilde ayarlanmıştır. Deneylerde 8 saatlik oyulma sonrasında kanal boşaltılmış ve lazer tarayıcı ile tarama yapılarak, kum yatağında oluşan oyulma derinlikleri, madde taşınım yükseklikleri ve miktarları bilgilerine elde edilmiştir. Bu deneyler tamamlandıktan sonra aynı deneyler silindirler arası mesafe sabit kalması koşuluyla orta yoğunlukta ve düşük yoğunlukta olan silindir grupları için tekrar edilmiştir. Her deney sonrasında kanal ilave bir oyulmaya neden olmamak amacıyla tekrar çok yavaş şekilde boşaltılmış, tarama yapılarak deney sonuçları not edilmiştir. İlk 6 deney bu şekilde tamamlandıktan sonra orta yoğunluktaki silindir grubu için ilk önce silindirler arası mesafe merkezden merkeze sırasıyla 3D ve 2D olacak şekilde deney düzenekleri yeniden oluşturulmuş ve deneyler tekrarlanıştır. Deneyler sonucunda elde edilen verilerden yola çıkılarak aynı yönlü akımlar ve aynı yoğunluktaki silindirler için sonuçlar birbiriyle kıyaslanmıştır. Sonuçlara göre aynı mesafeye yerleştirilmiş, farklı yoğunluktaki poroz silindir grupları için silindir yoğunluğunun düşmesiyle beraber oyulma miktarları ve madde taşınım miktarının düştüğü görülmüştür. Aynı yoğunlukta silindirler için ise akım yönünün değişmesi tripod ayak içerisinde kalan akımı değiştirmiş ve bu da poroz silindir grubu ardında kalan oyulma izlerinin değişmesine sebep olmuştur. Silindirler arası mesafenin değiştirilmesi durumdaysa mesafe küçüldükçe silindirlerin birbiriyle etkileşimleri artmış ve art izde ciddi değişimler meydana getirmiştir.
Grup kazıklı korunmasız deniz yapılarında dalga yüklerinin hesaplanması için yeni bir metot
Günümüzde silindir kazıklı açık deniz yapılarına gelen kazık yüklerinin elde edilmesinde Morison denklemi kullanılmaktadır ve çoğu zaman lineer dalga teorisi kullanılarak Morison denkleminden elde edilen bir kazığa gelen yükler diğer bütün kazıklara aynı yük etkiyormuşçasına aritmetik olarak toplanmaktadır. Bu yöntemin son derece basitleştirilmiş bir yöntem olduğu oldukça açıktır. Büyük çaplı deniz yapılarında düzensiz dalgaların davranışının hesaba katılması ve Morison denklemi gibi literatürdeki denklemlerin eksikliğinin giderilmesi için maliyetli, zaman ve emek isteyen fiziksel veya matematiksel modelleme çalışmaları yapılmaktadır. Bu bilgiler ışığında basit, kısa sürede uygulanabilecek ve literatürdeki kazık kuvvetleri hesaplama yöntemlerine ek olarak uygulanabilecek bir kuvvet dengeleme metodunun gerekliliği doğmaktadır.
Rüzgar ve dalga etkilerine karşı İzmir Körfezi'nin davranışı
The set-up and application of the 3rd generation spectral wave model ?SWAN to the Bay of Izmir, chosen due to the dynamic socio-economic situation and rapidly developing industrial region hosting one of the important ports of Turkey. The importance of the taken measures both in the hard and soft sense; lead the bay for a recovery period which shows a positive demand for the last couple of years. On the other hand navigation in the Bay suffers from the draft and due to the difficulties in the navigation of higher DWT ships. While this situation necessitates to take some monitoring and precautionary measures for preventing further shoaling, besides the demand on alternative service facilities for further development and management of the port and the bay resources without exhausting the sources, highly incorporates with precision of the sea state and climate predictions within the region and the interaction with the sourcing Aegean Sea waters. A comprehensive study on the available wind and wave data from satellite altimeter, scatterometer missions and assimilated wind series data (ERA-40) have been conducted, to identify a pattern for the region on monthly and yearly basis. To identify realistic boundary and forcing wind field conditions wind speed and direction data from the closest meteorological station located at Çiğli covering 2000-2010 have been analyzed. With the derived wind speeds and the direction analysis results a fetch length study has been deployed with SPM-CERC methodology. The state of the art wave model SWAN which describes the evolution of a two dimensional wave energy spectrum in coastal regions, lakes and estuaries where the evolution of the spectrum is calculated from given wind, seabed and flow conditions, have been utilized for the bay's wave condition analysis and running predefined scenarios. Tsunami model Nami Dance also utilized for a scenario and the outcomes presented in this research.
Ballast water management in tankers
Marine transport allows economical transportation of large quantities of cargo via ships which carry ballast water, when unloaded, to safely manage their voyages and to have stability/strength values, similar to that when loaded. Tankers in particular are the main actors transferring millions of different types of living organisms, since they carry ballast waters in enormous amounts. Living organisms in the ballast water from the coastal waters where the biodiversity is at the maximum, when discharged at the destination port, become invasive in an environment where they have no predator and food stock is abundant, thus causing extensive ecological and economical problems. International Maritime Organization stated exchange methods and the acceptable amounts of living organisms in the ballast water, after the use of onboard treatment systems in the ?International Ballast Water Management Convention? that aimed controlling the transfer of living organisms. Ballast water reception facilities, are recommended by the Convention to be established on-shore, are considered to be a management alternative. Thus, the dissertation includes work on determining the capacity of a ballast water reception/treatment facility which planned to be built in a refinery port with high tanker traffic. The tonnages of the arriving ships, operation time and the amount of ballast water they bring were obtained as data. With the statistical analysis of the gathering data, the suitable distribution was determined and new datasets generated by using the parameters of the distribution. The capacity of projected facility is prepared by using mass curve (ripple diagram) method with the new datasets.
Kararlı akım koşularında akıma batmamış tekil eğık silindir çevresinde akım ve türbülans yapısı
Due to increase of world population and level of public welfare, an increment need to natural resources and their access methods are observed. Performed tests are indirect endeavors to achieve this purpose. The developed model can be assumed as bridge piers and legs of offshore platforms and offshore wind turbines. The aim of these experiments is to detect the influence of the cylindrical structure with a smooth surface, on separation distance, boundary layer and wake region over the circular cylinder, turbulence and vortex components and their changing manner.All the experiments were conducted in the open channel flow with the size of 18m length, 0.5m width and 0.5m depth. At this case of study four inclined cylinders and upstanding case were studied. Each case contained three discharges (Q1 = 47 lt/s > Q2 =17 lt/s > Q3 =7 lt/s) and the Reynolds number are in the subcritical regime (300< Re< 3×105). Both of Eulerian approach and Lagrangian approach as measuring the flow velocities by one ADV flow velocities were measured and flow visualization were observed by laser sheet The experimental data were analyzed after despiking. Velocity components, turbulence intensities, turbulence kinetic energy and mean kinetic energy were calculated as a non-dimensional parameter. Time average and Reynolds decomposition methods used for derived of three dimensional instantaneous velocity value as mean velocity and fluctuation part of flow velocity. The data are made dimensionless, using the approach undisturbed velocity, Vun, local flow depth, z0, and diameter of cylinder, D. By the results of experimental findings the following facts revealed By the effect of higher Reynolds number the core of separation distance of downstream extended. The magnitude of vertical time-average velocity increased due to the increase of inclination angle. The highest turbulent kinetic energy regions were observed for the vertical cases and by the effect of inclination the turbulent kinetic energy decreases In fact the lower turbulent kinetic energy at the inclination case of cylinder related to more hydrodynamic form as much as vertical case and increasing of submerged volume of cylinder. As result of flow visualization, the highest separation distance at the upstream of cylinder was observed at lowest Reynolds number of vertical case. This means separation was delayed as the influence of higher Reynolds number and separation distance decreased due to increase of inclination.
Gelen ve yansıyan dalgaların frekans analizi yöntemleriyle ayrıştırılması
Ülkemizde giderek yapımı artan deniz yapılarının inşa süresi için uzun bir zamana ihtiyaç duyulması, bu yapılara etki eden tasarım parametrelerinin belirlenmesi, yapım maliyetinin yüksek olması, ayrıca ülke ekonomisinde önemli bir fonksiyona sahip olmaları mühendislerin çeşitli araştırmalara yönelmesine sebep olmaktadır. Başlıca kıyı yapıları limanlar, dalgakıranlar, kıyı duvarları, mahmuzlar ve platformlar olarak verilebilir. Bu yapıların rüzgâr, akıntı, dalga ve deprem gibi doğal çevresel etkilere karşı fonksiyonlarını yerine getirebilmeleri istenmektedir. Dalgalar deniz yapılarını etkileyen çevresel şartlar arasında en önemli olanıdır ve deniz yapılarının projelendirilmesinde önemli bir faktördür. Laboratuvar deneyleri sayısal modelleme ve arazi gözlemleri ile birlikte çeşitli dalga problemleri için yararlı bir araç sağlamaktadır. Özellikle matematik veya sayısal yollarla çözülmesi çok karmaşık durumları araştırmak için laboratuvar deneyleri kullanılmaktadır. Deneysel sonuçlar, farklı dalga parametreleri açısından yorumlanır, çünkü kıyıların veya eğimli yapıların gelen dalga ve yansıyan dalganın incelendiği laboratuvar deneylerinde, en temel ve önemli adım, dalgaların özelliklerini belirlemektir. Bir dalga üretici kanal içinde, gelen ve yansıyan dalgaları ayrıştırabilmek için çeşitli yöntemler vardır. Bugüne kadar kullanılan yöntemler içerisinde en kabul gören yöntem fourier analizidir. Ancak birçok frekans analizi ile gelen ve yansıyan dalgaların ayrıştırılabileceği bu tez kapsamında ortaya konulacaktır. Fourier analizi ile elde edilen sonuçlar, Walsh analizi ve Dalgacık analizi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Analizler belirlilik katsayısı R2, RMSE, CE VE SI ölçütlerine göre değerlendirilmiştir. Hem düzenli hem de düzensiz dalgalar için en iyi tahmin sonucu Wavelet analizi ile elde edilmiştir.
MIKE 21 SW programı ve yapay sinir ağları yöntemi ile spektral dalga analizi
Açık denizlerde rüzgar ile deniz yüzeyinin bozulması sonucu düzensiz dalgalar oluşur. Rüzgarın esme şiddeti ne kadar uzun mesafede olursa dalga yüksekliği de o kadar fazla olur ancak dengesi bozulan su yüzeyi rüzgara karşı ve ona ters oluşan sırtları arasında basınç farkına neden olur. Böylece rüzgardan sağlanan enerjinin deniz yüzeyine aktarılması ile oluşan düzensiz dalgaların analizi oldukça zordur. Çünkü düzensiz dalgaların oluşumunda rastgele değişkenler rol oynar ve belirsiz yöntemler ile hesabı mümkündür. Belirsiz metotların yanı sıra MIKE gibi nümerik modelleme yapmaya imkan tanıyan programlar ile bir çok parametreye bağlı olarak spektral dalga analizi yapmak ve model kurmak mümkündür. Açık deniz, göl, sulak alanlar ve kıyı alanları gibi bölgelerdeki rüzgar etkisi ile oluşan dalgaların birbiriyle etkileşimi, köpüklenme etkisi, taban sürtünme etkisi, derinlik etkisi ile kırılma, yansıma, sığlaşma ve dalga akıntı etkileşimi gibi fiziksel olayların modellenmesi büyük önem arz etmektedir. Diğer bir yöntem olarak ise Yapay Sinir Ağları (ANN) kullanılmıştır. Yapay Sinir Ağları her türlü mühendislik problemlerinin çözümünde kullanılabilmesinin yanı sıra fiziksel bilgilere ihtiyaç duymadan da etkili bir şekilde çözüm sunmaktadır. Bu çalışmada Okeechobee gölü için MIKE21 SW ve Yapay Sinir Ağları (ANN) yöntemi ile Spektral Dalga analizi modelleri geliştirilmiştir. Modellerin sonuçları karşılaştırılarak, dalga yükseklik verilerinin doğruluğu kontrol edilmiş olup ve hangi parametrelere bağlı olarak çalışılması gerektiği incelenmiştir. Batimetrinin tanımlanması için Global Mapper adlı program kullanılmıştır. Okeechobee gölünde bulunan LZ40, L006, L005 ve L001 istasyonlarına ait rüzgar hızları, belirgin dalga yüksekliği ve akıntı verileri kullanılarak MIKE21 yazılımı ve Yapay Sinir Ağları yöntemi ile Spektral dalga modelleri geliştirilmiştir. Bölüm 2'de kullanılan veri ve yöntemler açıklanmıştır. Kullanılan programlar tanıtılmış ve modelin performansını değerlendirme yöntemleri açıklanmıştır. Bölüm 3'de ise yapılan uygulama ile spektral dalga analizi yapılarak; ölçülmüş değerler ile MIKE21 programı ve Yapay Sinir Ağları ile çeşitli kalibrasyonlar sonucu elde ettiğimiz belirgin dalga yükseklikleri karşılaştırılmış ve çeşitli istatistiksel yöntemler ile doğruluğu kontrol edilmiştir. Bölüm 4'de ise sonuçlar yorumlanmıştır.
Dalgakıranlarda doğal taş ve tetrapod kullanımlarının yaşam döngüsü değerlendirilmesi
This thesis aims to evaluate environmental impacts of two different kinds of armor construction of breakwater and to select convenient one.
Kesit daralmasının soliter dalgalara olan etkisinin ve sınır tabakasının deneysel olarak incelenmesi
Doğada çok sık gözlenemeyen ve dolayısıyla da araştırmacıların üzerinde pek fazla inceleme yapma şansı bulamadıkları ve bir çeşit soliter dalga olan N-Dalga'sı bu tez kapsamında deneysel olarak labarotuvarda üretilmiş ve incelenmiştir. Özellikle deniz tabanında gerçekleşen heyelanlar ve depremler nedeniyle oluşan tsunamiler bu çeşit tekil dalgalar oluşturmaktadır. Bu nedenle tekil dalgaların incelenmesi büyük felaketler yaratan tsunami gibi afetleri daha iyi anlamamız açısından önem arz etmektedir. Bilim insanları tsunami gibi tekil dalgaları incelemeye başladıkları ilk yıllarda, bu tip dalgaların tek bir dalga tepesinden oluşan soliter dalga tipinde olduğuna kanaat getirmişlerdir. Bu minvalde soliter dalga üzerine çalışmalara ağırlık verilmiş çeşitli teorik yaklaşımlar irdelenerek sayısal ve fiziksel modeller gerçekleştirilmiştir. Mamafih tsunamilerin önceden öngörülememesi ve pek yaygın olmayan görsel kayıt ekipmanlarından dolayı gerçek bir tsunami dalgasının benzeştirilmesi ile ilgili olarak sağlam temelli ve net çalışmalar ortaya konamamıştır. Dijital teknolojideki hızlı gelişmeler sayesinde uzaktan algılama çalışmaları yaygınlaşmış, fotoğraf ve kamera teknolojileri gelişerek bir çok bireyin sahip olabileceği duruma gelmiştir. Böylelikle ilk modern bilimin başlangıcı sayılan gözlem yeteneğimiz tsunamiler konusunda da gelişmemize fırsatlar sunmuştur. 1990'lı yılların sonlarına doğru tsunami dalgasının sadece bir tepeye sahip olmadığı ve ayrıca bir de çukurun eşlik ettiği bir dalga olduğu anlaşıldı. Şeklinin N harfine benzerliğinden ötürü de N-Dalgası olarak isimlendirildi. Ayrıca N-dalgası için dalga tepesinin dalga çukurundan önce geldiği durum için "Leading Elevation N-wave (LEN)" ve dalga çukurunun dalga tepesinden önce geldiği durum için "Leading Depression N-wave (LDN)" tanımları yapılmıştır. Bu ilk gözlemleri takip eden yıllarda araştırmacılar, çeşitli teoriler ve sayısal modeller geliştirmişler. Fakat gerek gerçek bir tsunamiye ait kayıt olamaması gerekse de labaratuvarlarda bu tip dalgarı üretmeye müsait dalga üreticilerinin bulunmamasından dolayı teorilerilerini ve sayısal modellerinin doğruluğunu onaylamakta sıkıntılar yaşamışlardır. 2004 yılına geldiğimizde 26 Aralık günü Hint Okyanusu'nda meydana gelen ve Sumatra Depremi olarak da adlandırılan deniz altı depremi sırasında büyük bir tsunami meydana gelmiştir. Toplam 14 ülkeden 230000 insanın hayatını kaybettiği bu afet sırasında tesadüfen o bölgede bulunan "Mercator" isimli Belçika bandıralı bir yat bu tsunamiye ait bir su seviyesi değişimi kaydı almayı başardı. Bu tarihten sonrada N-Dalgasına ait teoriler gözden geçirildi, yenilendi ve daha sağlam temellere oturtuldu. Güncel çalışmalara göre artık N-Dalgası biri pozitif diğeri negatif genliğe sahip ve aralarında faz farkı bulunan iki adet soliter dalganın süperpozisyon hali olarak tanımlanmaktadır. Halen emekleme aşamasında bulunan araştırmalarda N-Dalgası fiziksel olarak laboratuvarlarda yeni yeni oluşturulmaya başlanmış olup bu konu ile ilgili çok kısıtlı sayıda çalışma mevcuttur. Sadece İstanbul Teknik Üniversitesi Hidrolik Laboratuvar'ı bünyesinde bulunan ve burada geliştirilen özel bir piston mekanizması sayesinde 23.5m x 1.0m x 0.5m boyutlarındaki dalga kanalında N-dalgası üretilebilmektedir. Bu çalışma kapsamında ise N-dalgasının fiziksel özelliklerini ortaya koymak amacıyla bir çalışma yürütülmüştür. Böylelikle bu konudaki literatürde bulunan boşluk doldurulmaya çalışılmıştır. Bu minvalde iki ana başlık altında çalışmalar yürütülmüştür. İlk olarak N-dalgasına ait ortalama akım hızı, türbülans ve taban kayma gerilmesi gibi akım özelliklerini incelemek maksadıyla taban sınır tabakasında ölçümler yapılmıştır. Daha sonrasında ise haliç, boğaz, koy gibi morfolojik kıyı şekillerinin etkilerini daha iyi anlayabilmek açısından basitleştirilmiş bir kanal daraltma işlemi gerçekleştirilmiştir. Böylelikle N-dalgasının fiziksel özelliklerinin kanal daralması ile nasıl değiştiği ortaya konulmuştur. N-dalgasının, doğası gereği permanan ve periyodik olmamasından ötürü fiziksel karakteristiklerinin ortaya konması amacıyla grup ortalaması (ensemble average) yöntemi benimsenmiştir. Bu yöntem permanan olmayan akımların incelenmesinde kullanılan bir yöntemdir (Sumer v.d., 2010). Bu minvalde N-dalgası 40 defa üretilmiş ve eş zamanlı olarak taban yakınında 35 noktada hız profili ve su yüzü değişimi ölçümleri yürütülmüştür. Bunlara ek olarak yine aynı dalgaya ait serbest yüzey akım hızının belirlenmesi amacıyla farklı derinliklerde yine hız profili ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Açık denizde oluşan tsunamiler kıyılara yaklaştıkça kıyı morfolojisinden etkilenmektedirler. Özellikle boğaz, nehir gibi morfolojik yapılarda ilerleyişinin araştırılması bakımından ikincil bir deney düzeneği oluşturulmuştur. Bu düzenekle de kanal sırasıyla 5°, 10° ve 15° tedrici olarak daraltılmıştır. Yine bu durumlarda da 2 noktada hız profili ve su yüzü değişimleri kaydedilmiştir. Toplam 70 adet gerçekleştirilen deneyler daha sonra Matlab programı ile oluşturulan kodlarla analiz edilmiştir. Bu analizler sonucunda hız profilleri, kayma gerilmesi, türbülans özellikleri gibi akım özellikleri ortaya konulmuştur. Bu minvalde grafiklerin yanı sıra akımın zamanla değişimini gösteren videolar da Ekler kısmında CD-ROM olarak sunulmuştur. Ayrıca daralmanın etkisi ve su yüzü değişimleri de bu çalışma kapsamında irdelenmiştir.
Experimental investigation of surface flow patterns in Golden Horn estuary, Istanbul
The Golden Horn has always been a prominent symbol of Istanbul up to present time. Several districts of Istanbul, Kağıthane at Northeast, Eyüp at Northwest, Fatih at Southwest and Beyoğlu at Southeast surround the Golden Horn which is approximately 7 kilometers long. The narrowest and the widest parts of the Golden Horn are approximately 150 and 750 meters, respectively. Kağıthane and Alibeyköy creeks flow into the estuary. These creeks carry the urban load into the Golden Horn. Until two decades ago, the region struggled with pollution problems that decreased the biodiversity and caused malodour. Because of the high pollution problem, researches have focused on pollution problem without taking the hydrodynamics of the Golden Horn into consideration. In this study, experimental hydrodynamic model of the Golden Horn under three different scenarios is developed. The flow coming from Bosphorus strait constitutes the Golden Horn as an estuary. 7 km distance from beginning to end is a high distance for Bosphorus strait water to actually get in. For this reason, to increase the water quality of Golden Horn "Can Suyu" project has been established. The bathymetry of the Golden Horn varies between 0 and 40 meters. The shallow parts are near to the shores and deepest parts are in the middle of the Golden Horn. The depth is increasing through the end of the estuary. Also, there is a shallow bathymetry at the recess of the Golden Horn Shipyard. In this study, experimental invastigations have focused on surface flow patterns in Golden Horn under four scenarious, which are without structure (Scenario-1), Atatürk (Unkapanı) Bridge (Scenario-2), a submerged bridge (Scenario-3) and Atatürk (Unkapanı) Bridge and a submerged bridge considered together (Scenario- 4). The experimental model scale is 1:80. The velocity of surface water was measured under three different experimental models. The velocity measurement data was used for development of vector maps. To constitute an accurate vector field, a physical mesh was designed based on 50 points where grid cells were selected as 1m x 1m. The points were marked with a spray dye which provided measuring the velocities at exact same location. Laboratory type acoustic doppler velocimeters were used to measure surface velocities. Sontek and Nortek brands were utilized for the experiments which are highly accurate. To calibrate the measurements between the two instruments, they were adjusted to same settings. To avoid sound mixing between two devices, they were departed at least 5 meters away during the measurement of the velocities. To guarantee that the measurements were taken at the same depth a limnograph (millimeter) was used. In addition to these instruments, an ultrasonic flowmeter was also used. The discharges were evaluated at three different values which are 3 m3/ h, 4 m3/ h and 5 m3/ h. The flow velocity data were measured and provided by using SONTEK and NORTEK instruments and their softwares. Despiking method was applied for eliminating the noise from the measurement data. The software Surfer was used for development of the velocity vector maps. The experimental models were developed to determine the surface water flow patterns in Golden Horn under four scenarious which are, natural situation of the estuary without structure as termed Scenarios-1, Atatürk (Unkapanı) Bridge as termed Scenarios-2, a submerged bridge model applied as termed Scenarios-3 and Atatürk (Unkapanı) Bridge and a submerged bridge modeled together named as Scenario-4. The structureless scenario is considered as reference model to evaluate the structure effects on the hydrodynamics of the Golden Horn. For each scenario, flowrates 3, 4 and 5 cubic meters per hour were implemented. Based on the results of this study eddies, shore flows, regional flows, and also effects of structures and bathymetry are observed.