Enerji Kırıcı Havuzlarda Farklı Tip Enerji Kırıcı Blokların Enerji Sönümleme Oranlarının Fiziksel ve Sayısal Modellenmesi

Dolusavaklar, baraj ya da gölet rezervuarına gelen akımı, tesis zarar görmeden baraj mansabına emniyetle aktaran yapılardır. Bir dolusavak yapısı genel olarak, yaklaşım kanalı, havalandırma yapısı, eşik yapısı, boşaltım kanalı ve enerji kırıcı yapısından oluşur. Bu yapılardan enerji kırıcı yapılar suyun enerjisini kırarak suyu mansaba aktaran tesislerdir. Enerji kırıcı yapı tiplerinden biri olan enerji kırıcı havuzlarının temel prensibi, akımın sel rejiminden nehir rejimine geçişinde meydana gelen hidrolik sıçramayı havuz içinde bırakarak, enerji kırılma olayının havuz içinde kalmasını sağlamaktır. Bu çalışmanın amacı, farklı geometrik şekillerdeki enerji kırıcı blokların enerji sönümleme oranlarının fiziksel ve sayısal modelleme yöntemiyle araştırılmasıdır. Tüm blok tiplerinde blok yükseklikleri ve genişlikleri eşit seçilmiş, toplam enerji kırıcı blok uzunlukları ise enerji kırıcı havuz genişliğinin %50’si olacak şekilde tasarlanmıştır. 4 farklı geometrik şekildeki blokların sönümleme oranları, tek sıra, iki sıra ve iki sıra eşik yapısız olmak üzere 3 farklı yerleşim şekli ile toplamda 12 farklı tasarımda ve 7 farklı debi değerinde belirlenmiştir. Aynı zamanda bu deneysel çalışmalar FLOW-3D yazılım programında da test edilmiş, deneysel ve matematiksel çalışmaların sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda T şekilli enerji kırıcı bloğun en iyi sönümleme oranına sahip olduğu tespit edilmiş, deneysel çalışmalarla FLOW-3D yazılımından elde edilen sonuçların birbirine benzer olduğu gözlemlenmiştir.

Energy dissipating structures are constructions that transfer the water from upstream to downstream safely by reducing the energy of the flow. They are generaly used in irrigation channels, discharging from a dam bottom outlet, at the foot of the spillway structures and in dissipating the energy of water in a similar situations. The main principle of stilling basin is to keep the hydraulic jump in the channel while flow regime is changing from super critical to sub critical. In this study, the channel was set to investigate the performance of energy dissipating blocks which were placed at the downstream of the ogee spillway in the stilling basin. The aim of this study is to investigate the energy dissipating ratios of different type of energy dissipators by physical and numerical modelling method. In all energy dissipator types, energy dissipator heights and widths were selected equal and total energy dissipator block length is designed to be 50 % of the stilling basin width. The damping ratios of 4 different geometric shaped energy dissipating blocks were determined in 12 experimental setup and 7 different flow rates for 3 designs as in one line, in two lines and two lines without end sill in energy dissipating pool. At the same time, these experimental studies were also tested in the FLOW-3D software program and the results of the experimental and mathematical studies were compared with each other. As a result of the studies, it was determined that the T-shaped energy dissipating blocks had the best damping ratio and the results obtained with the use of FLOW-3D software were similar to those experimental studies.