ITB Golden Ratio Spillway, savak tepesinin temel yarıçaplarını ve geometrik ilişkilerini boyutsuz altın oran sabiti \(\phi\approx1.618\) üzerinden tanımlayan iki boyutlu bir savak tepe geometrisidir. Çalışma Type A ve Type B olarak adlandırılan iki konfigürasyonu Flow-3D sayısal modelleme ve laboratuvar fiziksel model deneyleriyle değerlendirmiştir. Type A fiziksel modeli 1:25, Type B fiziksel modeli 1:40 ölçekte test edilmiş; her iki prototip için \(P=6\) m, \(H_d=2\) m ve \(P/H_d=3\) koşulu kullanılmıştır. Fiziksel ve sayısal unit-discharge sonuçları arasındaki en yüksek exact bağıl fark Type A için %4,51, Type B için %9,21'dir. Yazarlar her iki geometrinin debi kapasitesi açısından geleneksel Ogee profile yakın sonuç verdiğini ve geometrik olarak daha basit bir tasarım alternatifi oluşturduğunu değerlendirmektedir. Bununla birlikte mevcut doğrulama laboratuvar ölçeğinde, düşey upstream face ve sınırlı \(P/H_d\)–\(H/H_d\) aralığında yapılmıştır; büyük barajlar, sedimentli akışlar, kaya taşınımı ve gerçek saha koşulları ayrıca doğrulanmalıdır.

Type A, Ogee standardından alınan \(R_1=0.5H_d\) upstream yarıçapını altın oranla türetilen ek yarıçaplarla birleştirir. Kaynakta \(a=R_1\), \(b=R_1/1.618\), \(R_2=b/1.618\) ve downstream için \(R_3=R_1\times1.618\) tanımlanmıştır. Type B ise daha basit bir geometridir; \(R_1=0.5H_d\), \(b=R_1\) ve \(R_3=R_1\times1.618\) kullanır. Her iki tipte downstream eğim 1:1 olarak verilmektedir.

Flow-3D hesaplamaları discharge coefficient \(C_d\), correction coefficient \(C/C_d\), water-level–discharge ilişkisi, pressure distribution, flow separation ve cavitation potential gibi hidrolik özellikleri değerlendirmek için kullanılmıştır. Figure 9'da Type A'nın \(C_d\) eğrisi USBR Ogee eğrisinin biraz üzerinde, Figure 11'de Type B'nin \(C_d\) eğrisi Ogee eğrisine oldukça yakın görünmektedir. Figure 10 ve Figure 12'de her iki Golden Ratio geometry için \(C/C_d\) correction curve Ogee eğrisini yakın biçimde takip etmekte, yüksek \(H/H_d\) tarafında bir miktar aşağıda kalmaktadır.

Çalışmanın 2026 İngilizce yayını yeni ve bağımsız bir deney veri seti değildir. Kaynağın Publication Note bölümü, makalenin 2025'te yayımlanan Endonezce sürümün genişletilmiş İngilizce versiyonu olduğunu ve temel sayısal/deneysel verilerin iki makalede aynı kaldığını belirtmektedir. 2026 sürümü literatür konumlandırmasını genişletmiş, sonuçları revize etmiş ve Type A'nın baraj savakları, Type B'nin nehir bentleri için kullanımı gibi uygulama önerileri eklemiştir.

Savak tepesi neden bu kadar önemlidir?

Savak, baraj, rezervuar veya bentte işletme sınırının üzerine çıkan fazla suyu güvenli biçimde mansaba aktaran hidrolik yapıdır. Savak tepesi ise suyun taşmaya başladığı üst geometrik bölgedir. Tepe profilinin biçimi akımın yapıya nasıl yaklaşacağını, suyun yüzeyden ne kadar düzgün ayrılacağını, geçebilecek debiyi, basınç dağılımını ve düşük basınç nedeniyle oluşabilecek cavitation riskini etkiler.

Kaynak Endonezya'da iki yaygın çözüm olarak Ogee ve cylindrical crest geometrilerini ele almaktadır. Ogee profili yüksek hidrolik verim sağlamakla birlikte bileşik eğrileri ve birden fazla geometrik bağıntısı nedeniyle hassas tasarım ve uygulama gerektirmektedir. Cylindrical crest daha basit olmasına karşın iki yaylı biçimde upstream \(R_1\) ile downstream \(R_2\) arasındaki oran için KP-02 standardında kesin tek bir referans bulunmadığı belirtilmektedir.

Ogee geometrisindeki tasarım karmaşıklığı

Kaynağın Figure 1'inde Ogee upstream geometrisi için şu ilişkiler verilmektedir:

\[ R_1=0.5H_d \]

\[ R_2=0.2H_d \]

\[ a=0.282H_d \]

\[ b=0.175H_d \]

\[ c=a-b \]

Downstream profile için kaynak Figure 1'de:

\[ X^{1.85}=2.0H_d^{0.85}y \]

bağıntısını göstermektedir.

Burada \(H_d\) design head/design water level olarak kullanılan karakteristik tasarım yüksekliğidir. \(X\) ve \(y\), Ogee downstream profilinin geometrik koordinatlarını temsil eder. Kaynağın tartışmasındaki temel karşılaştırma, Ogee'nin bu bileşik profile karşılık Golden Ratio geometry'nin sabit \(\phi\) ilişkileriyle daha sade kurulabilmesidir.

Silindirik savakta problem nedir?

Kaynağın aktardığı KP-02 tasarım kriterlerine göre cylindrical two-arc crest için upstream radius \(R_1\), taş örgü yapılarda yaklaşık \(0.3–0.7H_d\), beton yapılarda \(0.1–0.7H_d\) aralığında seçilebilmektedir. Buna karşılık downstream \(R_2\) için kesin bir radius ratio tanımı bulunmadığı ve downstream slope'un 1:1 kullanıldığı belirtilmektedir.

ITB Golden Ratio Type B'nin özgün tasarım motivasyonlarından biri, bu upstream–downstream radius ilişkisinin sabit \(\phi\approx1.618\) kullanılarak tanımlı hale getirilmesidir.

Altın Oran ITB Savak Geometrisinde Nasıl Kullanılıyor?

ITB Golden Ratio Spillway, altın oran sabiti \(\phi\approx1.618\)'i upstream ve downstream crest yarıçapları arasında boyutsuz geometrik oran olarak kullanır; Type A'da Ogee tabanlı \(R_1=0.5H_d\) yarıçapından \(R_2\) ve \(R_3\) türetilirken, Type B aynı \(R_1\) tabanını daha sade tek upstream eğrisi ve \(R_3=\phi R_1\) downstream ilişkisiyle kullanır.

Kaynakta altın oran

Kaynak Figure 3'te altın dikdörtgen ve altın spiral üzerinden çeşitli doğru parçalarının oranlarının aynı sabite yaklaştığını göstermektedir:

\[ \phi\approx1.618 \]

\(\phi\) boyutsuz bir sabittir. Dolayısıyla \(R_1\), \(R_2\), \(R_3\), \(a\) ve \(b\) uzunluklarının metre veya santimetre cinsinden mutlak büyüklüğü değişse bile aralarındaki oran aynı kalabilir. Yazarların savak geometrisinin farklı büyüklüklere ölçeklenebilmesini savunmasının matematiksel temeli budur.

Type A geometrisi

Bu ilişkiler zincir halinde yazıldığında:

\[ R_2=\frac{R_1}{\phi^2} \]

olur. Bu ifade kaynakta \(b=R_1/\phi\) ve \(R_2=b/\phi\) olarak iki adımda verilen bağıntının cebirsel olarak birleştirilmesidir; yeni bir deneysel bulgu değildir.

Type B geometrisi

Type B'nin Type A'dan temel geometrik farkı ikinci upstream radius yapısının kaldırılması ve upstream tarafın daha basit tek ana radius ile tanımlanmasıdır.

ITB Golden Ratio yaklaşımının literatürde konumlandırılması

Çalışmanın araştırma akışı

Kaynağın yöntem akışı şu sıradadır:

1. Literatür incelemesi.
2. Tasarım koşullarının ve veri girdilerinin toplanması.
3. Savak geometry modelinin oluşturulması.
4. Upstream radius, downstream radius ve downstream geometry'nin hesaplanması.
5. Google SketchUp kullanılarak STL model oluşturulması.
6. Flow-3D numerical modelling.
7. Water level–discharge rating curve ve hidrolik sonuçların elde edilmesi.
8. Laboratuvar physical modelinin hazırlanması.
9. Flow/discharge ölçümleri.
10. Sayısal ve fiziksel sonuçların validation karşılaştırması.
11. Sonuç ve öneriler.

Flow-3D modeli ne yaptı?

Savak geometry STL biçiminde Flow-3D modeline aktarılmıştır. Kaynak, modelin boundary ve fluid parameters ile koşullandırıldığını ve her savak tipi için farklı discharges uygulanarak water-level–discharge rating curve üretildiğini belirtmektedir.

Analiz edilen başlıca büyüklükler:

• water level,
• discharge,
• discharge coefficient \(C_d\),
• correction coefficient \(C/C_d\),
• velocity field,
• pressure distribution,
• flow separation,
• cavitation potential / \(\sigma\) index.

Figure 7 ve Figure 8'de \(P/H_d=3\), vertical upstream face koşulundaki Type A ve Type B için Flow-3D velocity/pressure contour görüntüleri bulunmaktadır. Ancak kaynak mesh resolution, timestep, turbulence model, convergence criterion veya sayısal \(\sigma\) değerlerini yayınlamadığı için bu parametreler Verianla tarafından tamamlanmamaktadır.

\(C_d\) ve \(C/C_d\) Eğrileri Ne Anlama Geliyor?

\(C_d\), belirli savak geometrisi ve \(P/H_d\) oranı için debi davranışını temsil eden design discharge coefficient'tır; \(C/C_d\) ise actual head \(H\) design head \(H_d\)'den farklı olduğunda discharge coefficient'ın tasarım değerine göre nasıl düzeltilmesi gerektiğini gösteren boyutsuz correction ratio'dur.

\(P/H_d\) oranı

\[ \frac{P}{H_d} \]

boyutsuz bir geometrik oran olup:

• \(P\): spillway height,
• \(H_d\): design water level/design head

olarak kullanılmaktadır.

Figure 9, Type A için \(C_d\) ile \(P/H_d\) ilişkisini göstermektedir. Kaynak Type A curve'ünün USBR Ogee curve'ünün biraz üzerinde olduğunu belirtmektedir.

Figure 11, Type B için aynı ilişkiyi göstermekte ve Type B curve'ünün USBR Ogee eğrisine yakın olduğunu bildirmektedir.

\(H/H_d\) oranı ve correction coefficient

\[ C_1=\frac{C}{C_d} \]

Kaynak \(C_1\)'i correction coefficient olarak tanımlar.

Burada:

• \(H\): actual water level/head,
• \(H_d\): design water level/head,
• \(C\): actual operating-condition discharge coefficient,
• \(C_d\): design discharge coefficient

şeklinde yorumlanmaktadır.

Figure 10 Type A, Figure 12 Type B için \(C/C_d\) ile \(H/H_d\) ilişkisini verir. Kaynak her iki Golden Ratio curve'ünün Ogee correction curve'ünü yakın takip ettiğini, yüksek oranların son kısmında biraz altında kaldığını bildirmektedir.

Tasarım eğrilerinin kullanım sınırı

Kaynak Figure 9–12 eğrilerinin ön tasarım amacıyla şu sınırlar içinde doğrudan kullanılabileceğini belirtmektedir:

Kaynağın kendi önerisine göre bu aralıkların dışında veya high-hazard dam projelerinde site-specific numerical veya physical model çalışması yapılmalı ve design head üzerindeki koşullarda crest pressure ile cavitation potential ayrıca kontrol edilmelidir.

Froude Benzerliği Fiziksel Model Sonuçlarını Prototipe Nasıl Taşıyor?

Froude benzerliği, serbest yüzeyli akımlarda atalet ve yerçekimi etkilerinin model ile prototip arasında dinamik olarak benzer tutulmasına dayanan ölçekleme yaklaşımıdır; bu çalışmada 1:25 Type A ve 1:40 Type B fiziksel modellerindeki debiler prototype unit discharge değerlerine dönüştürülerek Flow-3D sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

Type B tablosunda verilen ölçek bağıntısı

Kaynak Table 3, Type B için prototype unit discharge sütununda açık biçimde şu yapıyı kullanmaktadır:

\[ q=\frac{Q\,40^{1.5}}{b} \]

Burada:

• \(q\): prototype unit discharge, birim \(m^3/s/m\),
• \(Q\): physical-model total discharge, birim \(m^3/s\),
• 40: Type B'nin geometric scale ratio'su,
• \(b\): laboratuvar kanal genişliği, \(0.30\) m,
• 1,5 üssü: Froude similitude altında unit-discharge ölçeklemesinin uzunluk oranına bağımlılığını ifade eder.

Örneğin Table 3'te \(H=0.50\) cm için physical \(Q=0.00019\,m^3/s\) ölçülmüş ve prototype unit discharge yaklaşık \(0.16\,m^3/s/m\) olarak verilmiştir.

Type A ölçeklemesi

Type A 1:25 ölçektedir. Table 2'deki prototype unit-discharge değerleri aynı Froude similarity mantığında 25 ölçek oranıyla uyumludur. Kaynak Table 2'nin görünür header'ında Type B tablosundaki kadar açık bir cebirsel formül basılmadığından Verianla bu ifadeyi “kaynağın yazdığı ayrı denklem” olarak değil, Table 2 değerlerinin ölçekleme mantığını açıklayan matematiksel yorum olarak kullanmaktadır.

Fiziksel model geometrisi

Model P ve Hd değerleri ölçek oranlarıyla prototype P ve Hd'den doğrudan elde edilmekte ve kaynak fiziksel model fotoğraflarındaki etiketlerle uyumludur.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Type A fiziksel ve sayısal debi karşılaştırması

Type A'da yayımlanmış en yüksek exact bağıl hata %4,51'dir. Bu maksimum \(H_{model}=1.6\) cm satırında görülmektedir. En yüksek test edilen prototype head \(H=3.0\) m noktasında physical-model scaling \(q=12.71\,m^3/s/m\), numerical result ise \(12.15\,m^3/s/m\)'dir; kaynak relative error'ı %4,38 olarak verir.

Type B fiziksel ve sayısal debi karşılaştırması

Type B'de en yüksek exact relative error %9,21'dir ve \(H_{model}=1.25\) cm satırında oluşmaktadır. Son test noktasında prototype unit discharge \(12.31\,m^3/s/m\), Flow-3D sonucu \(12.02\,m^3/s/m\) ve relative error %2,38'dir.

Sayısal Model ile Fiziksel Modelin %10'un Altında Fark Göstermesi Ne Anlama Geliyor?

Çalışmada Type A ve Type B için yayımlanmış bütün unit-discharge karşılaştırmalarında relative error %10'un altında kalmıştır; bu durum incelenen \(P/H_d=3\), vertical-upstream ve laboratuvar ölçeği koşullarında Flow-3D debi sonuçlarının fiziksel model ölçümleriyle yakın olduğunu destekler, ancak başka geometrilerde, yüksek barajlarda, sedimentli akışta veya saha prototiplerinde aynı hata düzeyinin garanti edildiği anlamına gelmez.

Type A ve Type B'nin hata yapısı

Type A'nın sayısal ve fiziksel debi sonuçları genel olarak birbirine daha yakın görünmektedir. Type B'de maksimum fark %9,21'e çıkmakla birlikte test edilen bütün noktalar %10 sınırının altında kalmıştır.

“Scale effects negligible” ifadesi nasıl okunmalı?

Yazarlar Type A'nın 1:25, Type B'nin 1:40 ölçekli fiziksel modellerinin Flow-3D sonuçlarıyla yakın uyum göstermesine dayanarak scale effects'in ihmal edilebilir olduğunu değerlendirmektedir.

Bununla birlikte aynı Type A veya aynı Type B geometrisinin birkaç farklı fiziksel ölçekte paralel olarak test edildiği ayrı bir scale-effect experiment raporlanmamaktadır. Bu nedenle sonuç, mevcut iki fiziksel modelin sayısal modele uyumuna dayalı kaynak yorumudur; kapsamlı bağımsız bir scale-sensitivity çalışması değildir.

Basınç ve kavitasyon açısından sonuç ne?

Kaynak Flow-3D analizinde pressure distribution, flow separation ve \(\sigma\) index'e dayalı cavitation potential'ın incelendiğini belirtmektedir. Sonuç bölümünde Type A ve Type B'nin Ogee'ye yakın pressure distribution sağladığı ve reduced cavitation risk avantajı sunduğu ifade edilmektedir.

Ancak makalede ayrı bir:

• \(\sigma\) değerleri tablosu,
• minimum crest pressure tablosu,
• cavitation threshold karşılaştırması,
• pressure sensor physical-test series

verilmemektedir. Bu nedenle kaynak sonucunun yönü aktarılabilir fakat kavitasyon riskindeki azalma için Verianla tarafından yeni nicel oran üretilemez.

Flow-3D yeniden üretilebilirlik bilgileri

Kaynak Flow-3D kullanıldığını ve geometry'nin STL mesh olarak aktarıldığını belirtmektedir. Buna karşılık aşağıdaki ayrıntılar açık biçimde raporlanmamıştır:

• Flow-3D software version,
• mesh cell size veya toplam cell count,
• grid-independence analysis,
• turbulence model,
• free-surface model ayarları,
• time step,
• simulation duration,
• convergence tolerance,
• exact inlet/outlet boundary values,
• fluid-property table.

Bu nedenle çalışma geometrik ve hidrolik performans karşılaştırmasını raporlasa da bağımsız bir araştırmacının CFD setup'ını yalnız makaledeki bilgilerle birebir yeniden kurması sınırlıdır.

Kaynak içindeki şekil numaralandırma farkları

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• ITB Golden Ratio Type A ve Type B geometrileri \(\phi\approx1.618\) sabitiyle tanımlanan savak tepe profilleridir.
• Type A ve Type B için Flow-3D numerical models oluşturulmuş ve laboratory physical models ile karşılaştırılmıştır.
• Type A 1:25, Type B 1:40 physical scale ile test edilmiştir.
• Physical validation \(P/H_d=3\) ve vertical upstream face koşulunda yapılmıştır.
• Type A'da yayımlanan maximum exact unit-discharge relative error %4,51'dir.
• Type B'de yayımlanan maximum exact unit-discharge relative error %9,21'dir.
• Yazarlar her iki tipin discharge capacity açısından Ogee profile yakın performans gösterdiğini değerlendirmektedir.
• Type A \(C_d\) curve'ü kaynakta Ogee curve'ünün biraz üzerinde, Type B curve'ü Ogee'ye yakın olarak yorumlanmaktadır.
• Type A ve Type B \(C/C_d\) curves Ogee correction curve'ünü genel olarak yakın takip etmektedir.
• Golden Ratio geometry, Ogee'ye kıyasla daha az geometrik bağıntıyla tanımlanabilmektedir.

Çalışmanın doğrudan desteklemediği sonuçlar

• ITB Golden Ratio Spillway'in gerçek baraj prototipinde uzun süreli saha performansı test edilmemiştir.
• Büyük barajlarda aynı relative error değerlerinin korunacağı gösterilmemiştir.
• Sediment-laden flow fiziksel deneyle doğrulanmamıştır.
• Boulder impact veya abrasion deneyi yapılmamıştır.
• Type B'nin kaya taşınımında daha dayanıklı olduğu önerisi doğrudan boulder-impact testiyle doğrulanmamıştır.
• Sloping upstream face fiziksel doğrulaması bu çalışmanın ana test koşulu değildir.
• Test edilen tasarım oranlarının dışındaki \(P/H_d\) ve \(H/H_d\) koşullarında sonuçlar doğrulanmamıştır.
• Kaynak ayrıntılı CFD mesh-independence çalışması raporlamamaktadır.
• Reduced cavitation risk için ayrı sayısal \(\sigma\) veri serisi yayımlanmamıştır.
• Golden Ratio geometry'nin bütün koşullarda Ogee'den hidrolik olarak daha üstün olduğu gösterilmemiştir.

Type A için uygulama önerisi

Yazarlar Type A crest'i dam spillway uygulamaları için önermektedir. Gerekçe, rezervuarların iri sediment ve bed load'un önemli bölümünü tutması nedeniyle crest üzerinden büyük kaya geçişinin daha az beklenmesi ve Type A'nın compound upstream curvature yapısının Ogee hydraulic performance'a daha yakın olmasıdır.

Bu öneri bir saha doğrulaması değil, mevcut hydraulic results ile pratik mühendislik değerlendirmesinin birleşimidir.

Type B için uygulama önerisi

Yazarlar Type B'yi river weir uygulamaları için önermektedir. Type B'nin daha basit single-upstream-radius geometry'sinin iri bed load ve boulder geçişi bulunan nehir koşullarında impact/abrasion açısından daha kolay inşa ve onarım avantajı sağlayabileceği düşünülmektedir.

Ancak mevcut deneyde boulder transport uygulanmamıştır. Kaynak future work içinde özellikle sediment-laden flows ve prototype field monitoring istemektedir.

Nehir bentleri için koruma önerileri

Kaynak Type B'nin nehir bentlerinde kullanılacağı durumlarda crest ve downstream face'in abrasion'a karşı high-strength concrete veya armouring layer ile korunmasını; downstream energy dissipator'ın boulder geçişine izin verecek şekilde tasarlanmasını ve büyük taşkınlardan sonra crest'in düzenli kontrol edilmesini önermektedir.

Büyük barajlarda neden ek doğrulama gerekiyor?

Kaynak ITB Golden Ratio geometry'nin \(H_d\) ve \(\phi\) üzerinden geometrik olarak ölçeklenebildiğini ve teorik olarak küçük, orta ve büyük yapılara uygulanabileceğini belirtmektedir. Bununla birlikte büyük barajlarda:

• daha yüksek heads,
• scale effects,
• crest pressures,
• cavitation risk,
• approach-flow conditions

daha kritik hale geldiği için uygulamanın kademeli ilerlemesi ve daha büyük fiziksel modeller ile saha doğrulamasının yapılması önerilmektedir.

Gelecek araştırmalar

Kaynağın önerdiği gelecek çalışma alanları:

• stepped veya energy-dissipating Golden Ratio variants,
• daha ayrıntılı scale-effect çalışmaları,
• sediment-laden flow testleri,
• farklı approach-flow koşulları,
• larger-scale physical models,
• sloping upstream faces,
• mevcut test aralığı dışındaki \(P/H_d\) oranları,
• crest pressure distribution ölçümleri,
• cavitation-index ölçümleri,
• özellikle Type B için boulder transport altındaki prototype field monitoring.

Kaynak ve Yöntem Notu

Özgün çalışma: ITB Golden Ratio Spillway Crest: An Innovative Spillway Geometry For Design Simplicity And Optimal Hydraulic Performance.

Yazarlar: Dantje Kardana Natakusumah, Syaeful Annas, Joko Nugroho, Eka Oktariyanto Nugroho, Arno Adi Kuntoro, Fitra Adinata.

Bibliyografik yazar adı notu: Kaynak PDF “Syaeful Annas” yazmaktadır; resmî web metadata'sında “Syaeful Anas” biçimi bulunmaktadır. Ana makalede PDF'deki özgün yazım korunmuştur.

Eş katkı: Kaynakta equal-contribution beyanı bulunmamaktadır.

Sorumlu yazar: Dantje Kardana Natakusumah.

Kurum 1–5: Water Resources Engineering Research Group, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Institut Teknologi Bandung.

Kurum 6: Fitra Adinata — Consultant, PT. Sapta Adhi Pratama.

Dergi: Jurnal Teknik Sipil.

Yayıncı: Institut Teknologi Bandung; Faculty of Civil and Environmental Engineering desteğindeki Jurnal Teknik Sipil.

Cilt / sayı: Vol. 33 No. 1, April 2026.

Sayfalar: 25–36.

DOI: 10.5614/jts.2026.33.1.3.

ISSN: 0853-2982.

eISSN: 2549-2659.

Kaynak türü: Civil engineering research article; numerical hydraulic modelling + laboratory physical-model validation.

Hakemlik: Jurnal Teknik Sipil peer-reviewed bir dergidir. Resmî ITB policy makalelerin en az iki uzman reviewer'a gönderildiğini belirtmektedir. Makalenin kendi kayıt platformunda körleme türü ayrıca belirtilmediğinden burada daha ileri nitelendirme yapılmamıştır.

Received: 23 April 2026.

Revised: 23 April 2026.

Accepted for publication: 23 April 2026.

Published: 23 April 2026.

Lisans: Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-ND 4.0).

Resmî kayıt: Jurnal Teknik Sipil makale kayıt sayfası; DOI 10.5614/jts.2026.33.1.3.

Preprint: Kaynakta ayrı bir preprint belirtilmemektedir.

Önceki yayın ilişkisi: Bu çalışma, Natakusumah ve arkadaşlarının Jurnal Teknik Sipil 32(3), 315–334 içinde yayımlanan 2025 Endonezce makalesinin genişletilmiş İngilizce sürümüdür ve SIBE 2025 oral presentation ile de bağlantılıdır.

Veri sürümü: Yazarların Publication Note açıklamasına göre 2025 Endonezce makale ile 2026 İngilizce sürümün underlying numerical and experimental data'sı aynıdır. 2026 sürüm literatür konumlandırmasını genişletir, conclusions'ı revize eder ve yeni practical recommendations ekler.

Ana geometri sabiti: \(\phi\approx1.618\).

Type A: \(R_1=0.5H_d\), \(a=R_1\), \(b=R_1/1.618\), \(R_2=b/1.618\), \(R_3=R_1\times1.618\), downstream slope 1:1.

Type B: \(R_1=0.5H_d\), \(b=R_1\), \(R_3=R_1\times1.618\), downstream slope 1:1.

Karşılaştırma geometrileri: USBR Ogee profile ve KP-02 cylindrical/two-arc crest.

Geometry software: Google SketchUp.

Geometry file: STL.

Numerical software: Flow-3D.

Numerical outputs: Water level, discharge/rating curve, \(C_d\), \(C/C_d\), velocity, pressure distribution, flow separation, cavitation potential/\(\sigma\) index.

Flow-3D reproducibility limitation: Software version, mesh resolution, grid-independence study, turbulence model, timestep, simulation duration, convergence tolerance ve exact boundary-condition values kaynakta ayrıntılı raporlanmamaktadır.

Type A physical scale: 1:25.

Type B physical scale: 1:40.

Prototype spillway height P: 6 m.

Design water level Hd: 2 m.

Physical-validation ratio: \(P/H_d=3\).

Upstream condition: Vertical upstream face.

Laboratory flume: 12,5 m × 0,30 m × 0,45 m.

Type A model dimensions consistent with scale: P=24 cm, Hd=8 cm.

Type B model dimensions consistent with scale: P=15 cm, Hd=5 cm.

Similarity: Froude similarity.

Type B source scaling expression: \(q=Q\,40^{1.5}/b\), with \(b=0.30\) m.

Type A maximum exact relative error: %4,51.

Type B maximum exact relative error: %9,21.

Conclusion rounded errors: Type A en fazla yaklaşık %4,5; Type B yaklaşık %9,2.

Preliminary-design range Type A: Vertical upstream face için \(P/H_d=0.8–3.0\), \(H/H_d\) yaklaşık 1,5'e kadar.

Preliminary-design range Type B: Vertical upstream face için \(P/H_d=0.4–3.0\), \(H/H_d\) yaklaşık 1,5'e kadar.

Bu aralıkların dışında: Site-specific physical veya numerical model confirmation önerilmektedir.

Type A uygulama önerisi: Dam spillways; bu bir yazar önerisidir ve gerçek büyük baraj prototip doğrulaması değildir.

Type B uygulama önerisi: River weirs; özellikle coarse bed load/boulder taşıyan akışlara yönelik pratik öneridir, ancak mevcut çalışmada boulder-impact veya sediment-laden physical test yapılmamıştır.

Acknowledgements: Physical model tests, Water Resources Laboratory, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Institut Teknologi Bandung, Ganesha Campus'ta gerçekleştirilmiştir. Yazarlar laboratuvar technician Tri Yadi'ye tesis, rehberlik ve teknik destek için teşekkür etmektedir. Testler Syaeful Annas'ın master's thesis çalışmasının önemli bir bölümünü oluşturmuştur.

Funding: Kaynakta ayrı bir funding-source statement bulunmamaktadır. CRediT bölümünde Dantje Kardana Natakusumah için “Funding acquisition (lead)” rolü verilmektedir ancak fon sağlayıcı adı belirtilmemektedir.

Data Availability: Kaynakta ayrı data-availability statement bulunmamaktadır.

Conflict of Interest: Kaynakta ayrı conflict-of-interest statement bulunmamaktadır.

CRediT — Dantje Kardana Natakusumah: Conceptualization (lead), Methodology (lead), Writing – Original Draft (lead), Supervision (lead), Funding acquisition (lead).

CRediT — Syaeful Annas: Investigation (lead), Data curation (lead), Formal analysis (supporting), Writing – Original Draft (supporting).

CRediT — Joko Nugroho: Writing – Review & Editing (equal), Validation (supporting), Supervision (supporting).

CRediT — Eka Oktariyanto Nugroho: Investigation (supporting), Writing – Review & Editing (equal).

CRediT — Arno Adi Kuntoro: Writing – Review & Editing (equal), Resources (supporting).

CRediT — Fitra Adinata: Software (supporting), Visualization (supporting), Writing – Review & Editing (supporting).

Kaynak-içi Figure referans notu: Section 2.5/3.2'de Type B physical model için Figure 14 referansı kullanılırken sayfadaki caption Type B modelini Figure 15 olarak göstermektedir. Type B discharge comparison da metnin bir noktasında Figure 16 diye anılmasına rağmen gerçek caption Figure 17'dir.

Temel bilimsel sınırlılıklar: Physical validation yalnız sınırlı ölçeklerde ve \(P/H_d=3\) vertical-upstream koşulunda yapılmıştır; geniş CFD setup ayrıntıları yayımlanmamıştır; ayrı numeric cavitation-index/pressure table bulunmamaktadır; sediment/boulder transport test edilmemiştir; large-dam prototype monitoring yapılmamıştır; tested ranges dışındaki performans site-specific doğrulama gerektirir.