Trapez Labirent Savakların Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) Kullanılarak Analizi

Abstract

Labirent tipi dolusavaklar, etkili kret uzunluklarının arttırılması sayesinde klasik dolusavaklara nazaran daha yüksek savaklama kapasitesine sahiptirler. Bu tür savakların hidrolik performanslarını araştırmak için son yıllarda birçok deneysel çalışma yürütülmüştür. Günümüzdeki gelişmiş sayısal yöntemlerin deneyselçalışmalarla birlikte kullanılmasıyla araştırmacılar bu tür sistemlerin davranışları hakkında daha fazla bilgiye sahip olabilmekte ve daha iyi tasarımlar elde edebilmektedirler. Bu çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak, dört faklı savak yan duvar açısına sahip trapez labirentsavakların farklı hidrolik koşullar altında analizleri yapılmıştır. Ayrıca, elde edilen sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Çalışmada incelenen modelin üç farklı savak yan duvar açısı ile 3-B sayısal modeli hazırlanmış uygun sınır şartları altında FLOW-3D yazılımı kullanılarak sayısal analizleri yapılmıştır. HAD analizlerinde türbülanslı akım modeli ve VOF (Volume of Fluid) metodu kullanılmıştır. HAD tekniği yardımıyla labirent savakların farklı akım koşullarındaki su yüzü ve hız profilleri elde edilerek detaylı analizler yapılmış ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda savağın hidrodinamik davranışı ortaya konmaya çalışılmıştır. Daha sonra sayısal simülasyonlardan elde edilen debi katsayıları deneysel bazı sonuçlarla karşılaştırılarak sayısal modelin doğrulaması yapılmış ve savaklama performansı belirlenmiştir. Sayısal simülasyon çıktıları incelenerek tasarımları hakkında detaylı sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen deneysel ve sayısal sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Analiz sonuçlarından savak yan duvar açının düşmesiyle (dolayısıyla kret uzunluğunun artmasıyla) savaklama veriminin arttığı görülmüştür.