Abstract In this study, dynamic characteristics of a prototype arch dam-reservoir-foundation model are determined by operational modal analysis method using frequency and time domain techniques. For this purpose, a prototype arch am-reservoir-foundation model is constructed in laboratory conditions. Ambient vibration tests were conducted to the arch dam to identify its natural frequencies, mode shapes, and damping ratios. Natural excitations such as small impact effects were used to vibrate the arch dam. Sensitivity accelerometers were used to collect signals from the measurements. Measurements were recorded for empty and full reservoirs. The signals collected from the tests were processed by operational modal analysis software, and the dynamic characteristics of the dam were estimated using enhanced frequency domain decomposition and stochastic subspace identification techniques. The dynamic characteristics obtained from both techniques are close to each other. It can be stated that the both enhanced frequency domain decomposition and stochastic subspace identification techniques are very useful to identify the modal parameter of the prototype arch dam. In addition, it is observed that there is 20–25 % difference between natural frequencies for empty and full reservoirs.
Abstract General stability and failure behaviours of masonry domes under static loads have been detailly searched in literature. However, researchers have devoted little attention to their seismic failure behaviours under strong ground motions. This study aims a better understanding of seismic failure behaviours of masonry domes with support system including drum and buttresses using advanced 3D nonlinear numerical simulations under strong ground motions. Four types of masonry domes built on historical structures are selected such as a dome with circle drum, a dome with circle drum and buttress, a dome with octagonal drum, a dome with octagonal drum and buttress. The three-dimensional solid and finite element models of the selected masonry domes are created using isotropic continuum macro modelling technique with homogenized properties. Concrete Damage Plasticity (CDP) model is chosen for masonry material behaviour. Three different strong ground motion acceleration records of 1999 Düzce (M = 7.14), 1992 Erzincan (M = 6.69) and 1999 Kocaeli (M = 7.51) earthquakes are selected and matched to the target response spectrum with return period of 475 years in TBEC (2019) using the wavelet algorithm. Static and seismic failure behaviours of the four masonry spherical dome models subjected to the matched strong ground motion records are compared and evaluated using maximum principal stresses, damage propagation patterns and failure angles. Failure behaviour angles under strong ground motions are proposed for spherical masonry domes with support systems and thickness-to-span ratios t/R = 0.092.
Bu çalışma, bilimsel ve mühendislik alanındaki önemli konular olan ağ bağımsızlığı ve manyetohidrodinamik üzerine odaklanmıştır. Ağ bağımsızlığı, sayısal analizlerdeki hesaplama ağırlığını belirlemek için kullanılan bir yöntemdir. Bu konsept, simülasyon sonuçlarının çözünürlüğe bağlı olarak nasıl değişebileceğini anlamak açısından hayati önem taşımaktadır. Manyetohidrodinamik (MHD), elektromanyetik etkileşimlerin akışkan dinamiğini etkileyen ve akışkanların manyetik alanlarla etkileşimini inceleyen bir alandır. Bu alanda yapılan araştırmalar, manyetik alanın akışkan davranışları üzerindeki etkilerini anlamamıza ve manyetohidrodinamik olayları analiz etmemize yardımcı olur. Bu bağlamda çalışma, üç boyutlu dairesel kesitli bir kanal içerisinde akmakta olan elektrik geçirgenliğine sahip sıvı lityum akışkanın, manyetik alan etkisindeki akış özellikleri (hız ve sıcaklık) sayısal olarak incelenmiştir. Analizler, sonlu hacimler tekniğine dayalı, ANSYS ticari paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Araştırmada, MHD modülü ile dört farklı manyetik alan değeri (B=0 T – 0.05 T – 0.1 T – 0.15 T) için ağ bağımsızlıkları oluşturulmuş ve sonuçlar incelenmiştir. Sonuçlar, her bir manyetik alan değerinde, ağ yapısındaki hücre boyutlarının sonuçları etkilediğini -benzer bir sonuçta, dikdörtgen kesitli bir kanalda yapılan çalışmayla, rapor edilmiştir- ve en uygun ağ boyutunun tespiti için tüm manyetik alan değerlerinin ortak etkisinin göz önünde bulundurulması gerektiğini göstermiştir. Özellikle manyetik alanın B=0 T olduğu durumdaki sonuçların sık ağa kadar tam uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Ayrıca farklı ağ yapılarındaki manyetik alan değerlerinin referans değere göre %19 oranında sabit kaldığı ve bu ağ yapısının analiz için daha uygun olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, dairesel kesitli kanallarda manyetik alan etkisi altındaki akışkan davranışının analizini ve ağ bağımsızlığının önemini vurgulayan önemli bir katkı sağlamaktadır. Elde edilen sonuçlar, benzer çalışmalarla desteklenerek manyetohidrodinamik etkileşimlerin akışkan dinamiği simülasyonları için ağ bağımsızlığının önemli etkilerini daha iyi anlamamıza ve gelecekteki mühendislik uygulamalarında kullanılmasına yardımcı olacaktır.
Bu çalışma, disiplinler arası önemli konulardan olan atımlı akış ve manyetohidrodinamik (MHD) üzerine odaklanmıştır. Atımlı akış, periyodik bir salınımlı akış bileşeninin sabit bir akışın üzerine bindirildiği, belirli bir zamana bağımlı akış türüdür. Manyetohidrodinamik ise, elektrik iletkenliğine sahip akışkanların manyetik alan altındaki etkileşimlerini inceleyen bir konudur. Bu alanda yapılan araştırmalar, manyetik alanın akışkan davranışları üzerindeki etkilerini anlamamıza ve manyetohidrodinamik olayları analiz etmemize yardımcı olmaktadır. Bu bağlamda çalışma, üç boyutlu dairesel kesitli bir kanal içerisinde akmakta olan elektrik geçirgenliğine sahip sıvı lityum akışkanın, atımlı akışta manyetik alan etkisindeki akış özellikleri (hız ve sıcaklık) sayısal olarak incelenmiştir. Analizler, sonlu hacimler tekniğine dayalı, ANSYS ticari paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Laminer akış şartlarında, üç farklı boyutsuz frekans (F=0.01 – 1 – 100) ve dört farklı manyetik alan değerinde (B=0 T – 0.05 T – 0.1 T – 0.15 T) çalışılarak akışkanın hız ve sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda; manyetik alan etkisi altındaki atımlı akışın, akışkanın hareketi ve ısı transferi üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Manyetik alan akış hızını düşürmüştür, aynı zamanda ısı transferini arttırmıştır. Manyetik alanın varlığı yüksek frekansta halkasal etkinin oluşmasını da engellemiştir. Farklı manyetik alan değerlerindeki analizlerde, ilk manyetik alan değerinde (B=0.05 T) akışkan davranışlarında gözle görülür bir etkinin olduğu, ancak yüksek manyetik alan değerlerinin akış davranışlarına çok fazla etkisinin olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Bu çalışma, dairesel kesitli kanallarda manyetik alan etkisi altındaki atımlı akışta akışkan davranışının analizini gerçekleştirerek önemli bir katkı sağlamaktadır. Elde edilen sonuçlar neticesinde, bu kapsamda yapılmamış yeni bir çalışma literatüre kazandırılarak MHD ve atımlı akışın akışkanlar dinamiği uygulamalarında ortaya çıkan önemli etkilerini daha iyi anlamamıza ve gelecekteki mühendislik uygulamalarında kullanılmasına yardımcı olacaktır.
