Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

1. szám - Kiss Melinda: Gátszakadáskor kialakuló sebességmezők feltárása részecskekövető laboratóriumi méréssel és numerikus modellezéssel

JGS^^^^átszakadásk^ 25 rikus modell sebességmezőin a tartomány oldalsó sávjában nagyobbak a sebességek, mint a méréssel kapott mezőkön. Ennek az a magyarázata, hogy a nyíláson átáramló víz a jelzőanyag-részecskéket többnyire előrefele sodorta, oldalirányban csak azok a részecskék sodródtak, amelyek közvetlenül a nyílás szélénél áramlottak át az alvízoldalra. így a kérdéses tartomán

yban csak kevés részecske volt, ahogy azt a 12. ábra is mutatja. Mivel a vektormezőt lineáris interpolációval állítottam elő a részecskében, következésképp sebesség-adatokban gazdag középső szakasz és a töltés melletti közel nulla sebességű szakasz értékeiből, érthető módon ebben a tartományban a PTV eljárásból kapott sebességmezőt inkább az interpolációs módszer, sem minthogy a sebességviszonyok domináljá

k. 12. ábra: PTV-vel közvetlenül kapott sebességvektorok (sötét) és a mérés alapján szórt pontokba interpolált sebességvektorok (világosabb) Másik különbség az akadályok közötti területek sebesség-mezőinek térbeli részletességében figyelhető meg. A numerikus eredményekben markánsabban kirajzolódik az itteni sebességgradiens változása, ami a hátsó akadályok visszaduzzasztó hatásából következik. A mérés eredményeként viszont a sebességmezőben kevésbé látszik ez az eloszlás. Ennek az lehet az oka, hogy az akadályok környékére, főként az áramlási holtterekbe kevés jelzőanyag jutott be, így az eredményül kapott vektormező is kevesebb vektort tartalmaz, melynek következménye, hogy az interpolált vektormező kisebb részletességű. Ez jelenlegi tudásunk szerint elkerülhetetlen, ugyanis a kisebb sebesség miatt az akadályok mögötti áramlási holtterekbe törvényszerűen kevesebb részecskét ragad magával a víz, a jelzőanyagok többsé: testek közötti csatornában mozgott. A mérések előtt az akadályok közti térbe történő részecskeszórással próbáltuk növelni ezekben a zónákban a mérések részletességét, azonban mint látható, így sem értük el a kívánt hatást. Ráadásul a méréseket nehezítette a próbatestek áramlást visszaduzzasztó hatása és a következtében létrejövő állóhullám, amelynek mentén a részecskék nehezen voltak követhetők Egy másik modellelrendezés segítségével azt vizsgáltuk, hogy nem a töltéssel párhuzamosan, hanem 30 fokkal elforgatva, ferdén elhelyezett akadályok esetében milyen sebességmezők alakulnak ki, illetve az előző modell-elrendezéshez képest hogyan módosulnak a sebességek (13. ábra). 13. ábra: Méréssel és numerikus modellezéssel előállított sebességmezők ferde akadály sorral; b = 40 cm, h„ = 7,5 cm, t= 10 s