Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)

5. szám - Dr. Rouse Hunter: Hidraulikai kutatások az Iowa-i egyetemen

201 Hidrológiai Közlöny 1964. 5. sz. t HIDRAULIKA Hidraulikai kutatások az Iowa-i egyetemen Dr. R O XI 8 E H TJ N T E R* A tanulmány az amerikai egyesült államokbeli jelenlegi hidraulikai kutatásokról nyújt tájékoztatást. Előre kell bocsátanom, hogy a feladat nagysága több előadás keretét is meghaladná. Ezért az amerikai helyzet jellemzésére a Iowa-i egyetemen folyó kutatási munkákat szeretném bemutatni. A választott megoldás nem szabatos, mert egyik egyetem sem jellemző a többire. Engedtessék meg, hogy mégis ehhez folyamodjam és arról számoljak be, ami véleményem szerint sok amerikai intézmény közös vonása. Mivel mi egyetemi laboratórium vagyunk, elvárható lenne, hogy a laboratórium, jellegénél fogva, minden egyetem kettős feladatát tükrözze, nevezetesen a kutatások előmozdítását és a tudás terjesztését. A múltban a hidraulikai laboratóriumok legtöbbje kizárólag a gyakorlat céljait szolgálta és még jelenleg is sajnálatosan nagy azok száma, amelyek kutatás helyett gyakorlati vizsgálatokat folytatnak. Bizonyára Önök is egyetértenek velem abban, hogy a kétféle tevékenység között óriási a különbség mind az eredmény, mind a módszer tekintetében. Elismerem, hogy az alkalmazott vizsgálatok bizonyos mennyiségben az elvi munka egészséges ellentételét képezik és bizonyos mértékben az egyetemen elengedhetetlenek akár a jövedelem növelésére, akár a helyi vállalatoknak nyújtott szolgáltatásként. Ebből aztán az következik, hogy az elsőrendűen vizsgálati feladatokat ellátó magán vagy állami laboratóriumok csak annyira alkalmasak ilyen kutatási munkára, amennyire azt programjuk (és személyzetük képessége) megengedi. A műszaki tudomány alapjainak fejlesztése azonban végső fokon az egyetemek feladata, és ha az egyetemek ezt elhanyagolják, a fejlődés rövidesen meg fog akadni. Ha a hidraulika meg akarja őrizni az őt megillető helyet a folyadékok általánosabb mechanikájának egyik ágazataként, teljes mértékben ki kell aknáznia a tudomány más területein szerzett ismereteket. Ez azt jelenti, hogy az általános mérnök többé nem hagyhatja figyelmen kívül a repülés, vagy vegyészet eredményeit és nem nézheti v] * Dr. Rouse Hnnter akadémikus az Iowa-i egyetem professzora és az Egyetem Hidraulikai Kutató Intézetének igazgatója világviszonylatban is a hidromechanika legkiválóbb művelői közé tartozik. A hidromechanika elméleti tételeinek fejlesztésében elért eredményei, valamint a hidraulika ós hidromechanika körében írt számos könyve világszerte osztatlan elismerést váltottak ki. Hazánk nagy fia Kármán Tódor emlékére alapított emlékérmet, mint a hidromechanika tudomány legkiválóbb művelőjének és oktatójának 1963-ban Dr. Rouse professzornak ítélték oda. Ez a tanulmány Dr. Rouse professzornak 1963 szeptemberi magyarországi látogatása alkalmából a Magyar Hidrológiai Társaság előadóülésén és klubösszejövetelón elhangzott előadását ismerteti. (A Szerkesztőség) le a matematikai fizikus szabatosabb és elméletibb, bár esetleg kevésbé gyakorlatias fejtegetéseit. Nemcsak a víztől eltérő newtoni folyadékok, de a nemnewtoni folyadékok áramlásával, az időben és térben bekövetkező változásokkal, valamint az elektronikus műszerekkel is meg kell ismerkednie. Sok előnyt biztosítanak számára a számítógépek is. Nehogy azonban az amerikaiak előszeretete a berendezések iránt azt a benyomást keltse, hogy azok nélkül az ember tehetetlen, hansúlyoznom kell, hogy a tehetséges munkatársak mindig többet érnek áz akármilyen jó berendezéseknél. Az előbbiek mindig elő tudják állítani az utóbbit, de fordítottja nem áll fenn, és — bár ez távol áll az eszményi helyzettől — sok eredmény mindenféle berendezés nélkül is elérhető. Az Iowa-i laboratóriumokban jelenleg folyó munkába nyújtandó betekintésként legyen szabad néhány, bizonyos fokig összefüggő kutatást ismertetnem . Az első az örvénymentes áramlásra vonatkozik, aminek elemzésével kapcsolatban régóta ellentétek állnak fenn a matematikusok és a mérnökök között. Ahogy a repülésben a határfelületek áramvonalazását fokozatosan tökéletesítették, azt tapasztalták, hogy az áramlás egyre inkább megközelíti az örvénymentes állapotot. Az a körülmény, hogy a potenciálelmélet előnyei még mindig nem teljesen nyilvánvalóak a hidraulikusok előtt, csak arra vezethető vissza, hogy a hidraulikában található határfelületek még mindig nem eléggé áramvonalasak, akár gondatlanság, akár kényszerítő okok miatt. Pillanatnyilag ilyen elvek alapján Iowában igen eltérő kérdéseket tanulmányozunk, mint az xíszó tárgyak lengése és rezgése, a szuperkavitáló szárnyprofilok vizsgálata és a vezetékek keresztszelvényváltozásainak kialakítása. Újnak tekinthető elsősorban a gravitáció hatásának figyelembevétele szabadfelszínű átbukás és szivárgás problémájának vizsgálatában és nemcsak a síkbeli bukóproblémát sikerült megoldani minden relatív magasság esetére, hanem leválás nélküli áramlás felszínprofilja és nyomáseloszlása is számítható tetszőleges szelvényű bukógátak esetére. A digitális számítógépek nagy segítséget nyújtanak ezekben a vizsgálatokban. A számítógépek előtt eredményesen alkalmaztuk a relaxációs módszereket, korábban pedig jó szolgálatokat tett az elektromos analógia módszere, ami még most is jól használható általános térbeli áramlási problémák megoldására. Az áramvonalazás tökéletesítése mellett a potenciálelmélet használhatóságát nagymértékben elősegítette a vékony, nyírófeszültségek alatt álló réteg felismerése (Prandtl által), amely a külső örvénymentes áramlás és a szilárd határfelület