Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)
5. szám - Tanulmányok, ismertetések - Sokoray-Varga Béla–Józsa János: Térbeli turbulencia –mérések felhasználása hallépcsők hidraulikai elemzésében
SOKORAY-VARGA B. - JÓZSA J .: Térbeli turbulencia-mérések hallépcsők elemzésében 37 67,5 r—i A szelvény -I 1 1 H 1B szelvény H 1 1 H H 3-s sn. .sn. .-in. .'in. .42.,. 164 250 6. ábra. A medence alaprajza a mérési szelvényekkel, méretek cm-ben 7. ábra. A mérési pontok elhelyezkedése a keresztszelvényekben, méretek cm-ben A méréshez egyetlen készülék állt rendelkezésünkre, így az egyes pontokban egyidejű méréseket nem tudtunk végezni. A fennálló kvázi-stacionárius hidrodinamikai viszonyok alapján azonban az egyes jellemzők mérési szelvények menti eloszlására az egymás utáni mérések összesítésével is következtetni tudtunk. A kapott sebességvektor-idősorok tulajdonképpen a műszer koordinátarendszerének x, y, és z-tengelyére eső u(t), v(t) és w(t) vetületek skaláris idősoraiból állnak, a tengelyirányok szerinti egységvektorokkal felírva az alábbi alakot öltve: v(0 = w(0-i + v(0- j + w(0- k A szokásos módon sebességvektor-idősor x-, y és z-irányú összetevői a szokásos módon az időbeli átlagsebesség és a pulzáció alábbi összegeként értelmezhetők (lásd pl. Németh, 1963): u(t) = ü+u\t), v(0 = v + v'(0. w(t) = w + w'(t). Minden egyes pont idősorából számíthatók az idősorok megfelelő jellemzői, mint azt egy kapcsolódó korábbi cikkben leírtuk. 4. A mérési hibák kiszűrése A mérés folyamán például a Doppler-elv precíziós érvényesülését zavaró körülményekből előfordulhatnak az adatokban hibák, elsősorban olya kiugró sebesség-változások, amelyeknek a létrejöttéhez szükséges gyorsulásnak a vízben nincs realitása, illetve amely erősen eltér az idősort jellemző sebességváltozások mértékétől. Ilyen idősort szemléltet a 8. ábra, és az ilyen idősorokat statisztikai feldolgozás előtt szűrni kell. 8. ábra. Hibás kiugró értékekkel terhelt sebesség-idősor hibaszűrés előtt (felső ábra), és után (alsó ábra) Fenti gondolatmenet alapján a hibás elemek kiszűrését egy megfelelően megválasztott sebességváltozás-küszöbérték alapján elemről-elemre haladva el lehet végezni. Ha adott elemre az őt megelőző elemhez képesti sebesség-változás a küszöbértéket meghaladja, akkor az elem hibásnak tekinthető, és módosítandó az értéke. A kiugró értékek szűréshez általában a miL X gyorsulás-küszöbértéket adunk meg, vagyis azt, hogy a sebesség-idősor At időlépése (vagyis a mintavétel frekvenciájának a reciproka) alatti Av sebességváltozásnak mi a még elfogadható Av m(l l = a mu í-At maximuma. Ez esetünkben a 16 Hz-es gyakoriság alapján 1/16 s volt. A gyorsulás küszöbértékét jó viszonyítási alap a g gravitációs gyorsulás többszöröseként megadni. Vizsgálatainkban szisztematikus próbák után a szűrést egységesen 3g küszöbértékkel végeztük el. A kiszúrt hibás elemeket az idősorból természetesen nem töröltük, hiszen akkor az általunk is kutatott periodicitások számítása hamis eredményt ad. Az általában kisszámú hibás elemet - mint legegyszerűbb megoldás - két szomszédjuk átlagértékével helyettesítettük. 5. A mérések statisztikai feldolgozása és a számított turbulencia-jellemzők elemzése Az alábbiakban részletesen ismertetjük a feldolgozás eredményeit. Az eredményeket a Tecplot szoftver felhasználásával axonometriában ábrázoltuk úgy, hogy a vizsgált ke-
