Specrtal collocation yaklaşımı ile eğimli bir kumsala tsunami tırmanışının sayısal benzetimi

2003-12-31
Uzun dalgalar olarak nitelendirilen tsunamiler ulaştıkları kıyılara en çok zarar veren dalgalardır. Son yıllara kadar tsunamilerden korunma amacıyla kıyıya yapılan koruma duvarlarının ve tsunami uyarılarının yapılmasında sadece tarihi verilerden yararlanılmaktaydı. Son yıllarda sayısal çözümleme yöntemleri kullanılarak tsunami tehlikesi altında bulunan kıyılar için acil durum planlamasında kullanılmak üzere su basma haritaları çıkarılmaya başlanmıştır. Tsunami dalgalarının uzay ve zamana göre evriminin modellenmesinde doğrusal olmayan sığ-dalga denklemleri literatürde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu denklemle birlikte, çeşitli dalga profilleri (solitary wave, N-wave), açık denizde oluşan tsunami dalgalarının bir modeli olarak literatürde hem deneysel ve hem de sayısal çalışmalarda kullanılmıştır. Bu dalga profillerinin, dalga denklemler sistemi altında evrimi ve tırmanışları sayısal olarak çözülerek, tsunami dalga hareketini belirleyen fiziksel mekanizmalar incelenmektedir. Tsunami dalga hareketinin uzay ve zamana göre evriminin sayısal benzetiminde, benzetimin gerçekliğini etkileyen faktörler: (i) kısmi türevlere sayısal yaklaşım metodu, (ii) açık deniz ve (iii) kumsaldaki hareketli sınır şartlarının ele alınması olarak sayılabilir. Yaygın kullanımda olan sayısal yaklaşımlarda, sonlu farklar metodu önemli bir yer tutmaktadır. Açık deniz sınır şartlarının dalga yansımasına meydan vermeyecek şekilde dalgaların karakteristik yön ve hızları temel alınarak oluşturulması tatmin edici bir yaklaşım olarak kabul edilmektedir. Deniz yüzeyinin kumsalı kestiği ve derinliğin kaybolduğu hareketli sınır ve oradaki hareketlilik, önceki çalışmalarda göz ardı edilmesine rağmen, sonraki çalışmalarda bu konu, eğimli kumsala merdivenvari bir yaklaşımla, dalga ucunu ıslak ve kuru sonlu farklar hücreleri arasında bir yere yerleştirme gibi çeşitli tekniklerle ele alınmıştır. Bu çalışmada, uzaysal kısmi türevlere sayısal yaklaşımda spektral-kolokasyon metodu kullanılarak, indirgenen dalga denklemleri zamana göre sayısal olarak çözülmüştür. Sonlu farklar metodunun aksine, spektral metodlar, model bilinmeyenleri ve kısmi uzaysal türevlerini uzaysal yönde asal fonksiyonlar (Chebyshev) cinsinden açarak, düzlük (smoothness) şartı altında yüksek yaklaşıklık sağlayan geniş alan yaklaşımı kullanmaktadır. Hareketli sınır bir dönüşümle sabit hale getirilerek gerçekçi bir şekilde ele alınmıştır. Bu teknik hesaplamalı hidrolik (computational hydraulics) dalında uç-sabitleme (front-fixing)adıyla anılmaktadır. Açık deniz sınırı, literatürde yaygın kullanımda olduğu gibi, dalgaların karakteristik yön ve hızları kullanılarak çözüm bölgesinden kaynaklanan dalgalara şeffaf hale getirilmiştir. Chebyshev-kolokasyon tekniğinin sınır bölgelerinde daha yüksek çözünürlük sağlama özelliği ile birleşince, sınır şartlarının yukarıda bahsedildiği şekilde ele alınması, bu yaklaşımın başarısını belirlemiştir. Ancak, bu ekstra çözünürlük, bazı durumlarında zaman adımında aşırı sınırlamalara (sayısal esnemezlik - stiffness) neden olduğundan, ön-uyumlayıcı (preconditioner) kullanımını gerektirebilir. Ek olarak, çözüm bölgesi alt bölgelere ayrıştırılarak, karmaşık geometrilerin ve parçalı derinlik profillerinin ele nabilmesi ve ayrıca iyileştirilmiş bir bütünsel yaklaşıklık sağlanmıştır. Yukarıda bahsedilenler çerçevesinde sayısal çözümleme yöntemi geliştirilerek, deneysel ve analitik çözümleri literatürde yer alan çeşitli kıstas problemlerine uygulanmıştır, Karşılaştırmadan elde edilen sonuçlar tatmin edici olup, bu metodun 2+1 (iki uzay+bir zaman boyutu) boyutlu problemlere genişletilmesinin uygun olacağı kanısına varılmıştır.

Suggestions

Eastmed-paleotsunamı projesi ilksel sonuçları: ölüdeniz lagünü (Fethiye) paleotsunami kayıtları
Bozkurt, Erdin (null; 2018-04-23)
Tarihsel kayıtların son 2500 yılda Doğu Akdeniz’de 17 adet tahrip edici tsunamiden bahsetmesine karşın, bu bölgede geçmişte meydana gelmiş tsunamilerin sürekli ve eksiksiz jeolojik kayıtlarını elde etmeye yönelik çalışmaların oldukça kısıtlı olduğu görülmektedir. Bu bağlamda, Doğu Akdeniz’deki paleotsunami araştırmalarına öncülük etmesi amacı ile, 2016 yılı Haziran ayında “Güney Ege ve Levant denizlerinde bir paleotsunami kronolojisine doğru (EASTMED-PALEOTSUNAMI)” başlıklı Marie Sklodowska-Curie araştırma ...
Türkiye çevresi denizlerde tusunami dalgası hareketi için bileşik model oluşturulması
Imamura, Fumihiko; Yalçıner, Ahmet Cevdet; Kuran, Uğur; Çakıroğlu, Yeşim; Özbay, İlknur; Erdinç, Esra; Durmuşoğlu, Özcan; Altınok, Yıldız; Alpar, Bedri(1995)
Denizin herhangi bir bölgesinde yerel olarak oluşan depreşim nedeniyle ortaya çıkan dalgalar, Japonca'da "tsunami" ve Türkçe'de "depreşim dalgası" olarak adlandırımaktadır. Bu dalganın Türkiye çevresi denizlerdeki oluşum ve hareketlerinin araştırılması için su derinlikleri veri tabanı hazırlanmıştır. Dalga oluşumunu saptamak için gerekli olan deprem merkezleri veri tabanı da elde edilmiş ve bu veri tabanı kullanılarak tsunami oluşması olası bölgeler saptanmıştır. Depreşim dalgasının fiziksel özellikleri, ol...
Wavefront shaping assisted design and application of effective diffractive optical elements providing spectral splitting and solar concentration: splicons
Gün, Berk Nezir; Yüce, Emre; Department of Physics (2020-9)
The diffractive optical elements that mainly concentrate light are primarily designed via numerical methods. These methods incur increased computational time as well as a lack of real-life conditions. Our experimental approach offers a new design method for SpliCon, a particular type of diffractive optical element that can spectrally split and concentrate broadband light (420 nm - 875 nm). We managed to form a programmable SpliCon by wavefront shaping via a phase-only spatial light modulator.The method we...
Mersin Körfezi Sualtı Kanyonlarının Araştırılması
Tezcan, Devrim; Yücel, Mustafa; Örek, Hasan(2018-12-31)
Su altı kanyonları üzerine son yıllarda yapılan çalışmalar, bunların sığ kıyı bölgeleri ile derin sular arasındaki en önemli bağlantı yolları olduğunu ortaya koymuştur. Bu proje önerisinde de, Doğu Akdeniz'de, Mersin Körfezi içerisinde derinlerde aynı sisteme bağlanan iki su altı kanyonu için jeolojik, jeofizik, fiziksel ve kimyasal oşinografi alanlarında disiplinler arası bir başlangıç çalışması yaparak ön bilgiler elde edilmesi amaçlanmaktadır. Sismik yöntemler, CTD ile fiziksel parametrelerin ölçümü gib...
Atmosferik basınç hareketlerine bağlı oluşan uzun Periyotlu dalgaların davranışları ve kıyılarda yükselmeler
Metin, Ayse Duha; Pelinovsky, Efim; Yalçıner, Ahmet Cevdet; Tarakcioglu, Gulizar Ozyurt; Zaytsev, Andrey (2016-05-28)
Kıyılarda zaman zaman gözlenen deniz çekilmeleri ya da olağan dışı dalgaların oluşma nedeni atmosferik basıncın alansal ve zamansal değişimleri ile ilgilidir. Deniz alanının bir kısmında düşük atmosferik basıncın su seviyesinde yükselmeye neden olması, birbaşka alanda ise yüksek atmosferik basıncın su seviyesinde alçalmaya neden olması, bütün su yüzeyinde alansal deformasyona sebep olur. Bu deformasyon dalga olarak hareket eder, bazen kıyılarda büyür ve rüzgarsız ortamlarda daha belirgin olarak gözlenebilir...
Citation Formats
U. Kanoğlu and I. H. Tarman, “Specrtal collocation yaklaşımı ile eğimli bir kumsala tsunami tırmanışının sayısal benzetimi,” 2003. Accessed: 00, 2022. [Online]. Available: https://hdl.handle.net/11511/95719.