Tedrici Değişken Akımların Altındaki Sınır Tabakalarının İncelenmesi

Bu çalışmanın amacı, tedrici değişken akımların altında oluşan sınır tabakalarının hidrodinamik karakteristiğinin Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denklemleri kullanan tek boyutlu düşey (1DV) bir sayısal model ile incelenmesidir. Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denkleminin düşey doğrultuda yatay bileşenini çözmek için, Fuhrman vd. (2013) tarafından Wilcox’un k-ω türbülans modeli (2006, 2008) üzerinden geliştirilen akış çözücüsü kullanılmıştır. Yapılan nümerik çalışmada, Kohandel Gargari vd. (2021) deneylerindeki hidrolik pürüzsüz cidar üzerindeki farklı kararsızlık derecelerine sahip üç akım durumu belirtilen akış çözücüsü kullanılarak modellenmiştir. Deneyler sırasında ölçülen basınç gradyanlarının zamana bağlı değişimi, modelde maksimum hız için girdi parametresi olarak kullanılmıştır. Tedrici değişken akımın zamana bağlı hız, kayma gerilmesi ve türbülans kinetik enerjisi profilleri deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Model ve deneysel veri arasında tam bir uyum yakalandığı görüşmüştür. Ayrıca, türbülans kayma gerilmesinin ve türbülans kinetik enerjisinin kesitsel ortalamalarının maksimum hız ile arasındaki histerik ilişkiyi gösteren grafikler bu çalışmada sunulmuştur.