Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
475004		Advanced two- and three-dimensional tsunami models: Benchmarking and validation / Gelişmiş iki ve üç boyutlu tsunami modelleri: Kıyaslama ve doğrulama Yazar:DENİZ VELİOĞLU Danışman: PROF. DR. AHMET CEVDET YALÇINER Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Deniz Bilimleri = Marine Science Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2017 420 s.
Saha gözlemleri, tsunaminin yakın kıyıdaki etkisine dair değerli verilerin toplanmasına olanak sunmaktadır ancak bu bilgiler sadece daha önce tsunami su baskını yaşanan alanlarda elde edilebilmektedir. Bu nedenle tsunami davranışını anlamak ve tsunami su baskınına karşı önlem alabilmek için tsunami modellemesi yapmak gereklidir. Analitik ve sayısal metotlar, tsunami hareketi ve tsunami su baskın karakterlerini tahmin edebilmek için yaygın olarak uygulanmaktadır. Öte yandan, arazi çalışmaları ve laboratuvar deneylerinden elde edilen veriler genellikle sayısal modellerin doğrulanması ve performans değerlendirmesi için kullanılmaktadır. İki boyutlu derinliğe göre ortalaması alınmış sığ su denklemlerinin doğrusal olmayan formları, tsunami dalga dönüşümünü ve su baskınını tahmin etmek için kullanılan en yaygın araçlardır. Ancak, bu araçlar güçlü türbülans hareketleri gibi üç boyutlu akım özelliklerinin oluştuğu sığ su bölgelerinde yeterli olmayabilir. Bu bakımdan sığ sulardaki tsunami hareketini tahmin edebilen sayısal modellerin performansı daha da önem kazanmaktadır. Tsunami hareketinin ve tsunami su baskınının benzetimi yapan bir çok sayısal model vardır. Bu çalışmada, doğrulama ve performans karşılaştırması için iki sayısal kod, NAMI DANCE ve FLOW-3D®, seçilmiştir. NAMI DANCE, uzun dalga – özellikle tsunami – problemlerinin benzetiminde, iki boyutlu derinliğe göre ortalaması alınmış doğrusal olmayan sığ su (2D-NSW) denklemlerini kullanmaktadır. FLOW-3D® ise doğrusal ve doğrusal olmayan yüzey dalgaları ile uzun dalga ilerlemesini, üç boyutlu Reynolds ortalamalı Navier-Stokes (3D-RANS) denklemlerini çözerek benzetimlemektedir. Kodlar analitik kıstas problemler, deneysel kıstas problemler ve alansal kıstas problemlere uygulanarak doğrulanmış ve performansları karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, çözümlerin hassasiyeti ve benzetimlerin tamamlanma zamanına göre incelenmiştir. İki ve üç boyutlu modellerin sayısal çözümleri arasındaki farklılıklar istatistiksel hata analizi uygulanarak değerlendirilmiştir. Bütün bu karşılaştırmaların sonunda saptanan geçerlilik sınırları göz önüne alınarak, çeşitli tsunami problemlerine uygulanacak ilgili modeller hakkında önerilerde bulunulmuştur.
Field observations provide valuable data regarding the nearshore tsunami impact, yet only in inundation areas where tsunami waves have already flooded. Therefore, tsunami modeling is essential in order to understand tsunami behavior and prepare for tsunami inundation. Analytical and numerical methods are widely applied to predict tsunami motion and inundation characteristics. On the other hand, the data obtained from field surveys and laboratory experiments are generally used for validation and performance assessment of numerical models. Nonlinear forms of two-dimensional depth-averaged shallow water equations are the most common tools that are used to estimate tsunami wave transformation and inundation. However, they may not suffice when three-dimensional flow characteristics, such as strong turbulent motion, develop in shallow water zones due to various nearshore conditions. In this respect, the performance of numerical codes that are capable of predicting tsunami motion in shallow water zones gains more importance. There are numerous numerical codes to be used for simulating tsunami motion and inundation. In this study, two numerical codes, NAMI DANCE and FLOW-3D®, are selected for validation and performance comparison. NAMI DANCE solves nonlinear forms of two-dimensional depth-averaged shallow water (2D-NSW) equations in long wave problems, specifically tsunamis. FLOW-3D® simulates linear and nonlinear propagating surface waves as well as long waves by solving three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes (3D-RANS) equations. The codes are validated and their performances are compared via analytical benchmarking, experimental benchmarking and field benchmarking. The results are assessed according to the accuracy and run time of the solutions. The variations between the numerical solutions of two- and three-dimensional models are evaluated through statistical error analysis. By referring to the validity range determined by these comparisons, recommendations pertinent to applying relevant models to various tsunami problems are made.