Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
1. szám - Kiss Melinda: Gátszakadáskor kialakuló sebességmezők feltárása részecskekövető laboratóriumi méréssel és numerikus modellezéssel
KISS M.: Gátszakadáskor kialakuld sebességmezők 27 6.3. Áramló és rohanó zónák beazonosítása és megjelenítése A numerikus modelleredményekből a kialakuló áramló és rohanó zónák a Froude-szám segítségével különválaszthatók és megjeleníthetők. Ismert, ha a Froude-szám 1-nél nagyobb, a vízmozgás rohanó, ha kisebb, akkor áramló. A 19. ábrán a 20 cm nyílásszélességű esetben kialakuló rohanó zónákat (sötét) ábrázoltam. Az eddigiekkel ellentétben ennél az ábrázolásnál nem csak a kamera által felvett terültet jelenítettem meg, hanem egy annál jóval nagyobb tartományt. A teljesség érdekében szükség is van erre, mert a rohanó zóna kiteij edése ennél a simaságnál, főként a nagyobb kezdeti vízmélységek esetén jelentősen meghaladta a mérési tartományt. Az ábrákon látható rácsháló lm* i mes kiosztású. 7. Összefoglalás, következtetések A tanulmányban töltésszakadást követő elöntés során kialakuló áramlásokat vizsgáltam, amelyek sebességmezőit két módon állítottam elő: laboratóriumi modellkísérlettel és numerikus modellezéssel. A laboratóriumi mérésekhez használt eszköz a Particle Tracking Velocimetry (PTV) volt, amely kétdimenziós felszíni sebességmezők kellően nagy frekvenciájú mérésére volt alkalmas. A numerikus modell egy szintén kétdimenziós, adaptív rácshálózással rendelkező numerikus modell volt. A laboratóriumi modell alkalmas méreteinek meghatározása előzetes paraméter-vizsgálattal történt. Azt vizsgáltam, hogy milyen esetekben számíthatunk PTV módszerrel még mérhető nagyságú sebességekre. Megállapítottam, hogy az adott viszonyok és berendezések mellett 20, 40, illetve 60 cm-es nyílásszélességnél érdemes méréseket végezni, vízmélységek tekintetében pedig 5, 7,5, 10, 15 és 20 cm-es kezdeti vízmélységű elöntések vizsgálatát tartottuk indokoltnak, és kivitelezhetőnek. A medencefenék simasági együtthatójának előzetes meghatározása egy 40 cm széles csatorna lehatárolásával történt a modell-láda egyik szélén, amibe ismert vízhozamot bevezetve és a kialakuló felszíngörbét lemérve a simaság együtthatót a Chézy-képlet segítségével becsültük. A simaság így k = 85 m 1/ 3/s nagyságúra adódott. Az összes vizsgált esetet elemezve elmondható, hogy a csökkenő kezdeti vízmélységgel a maximális sebességek is csökkentek, illetve a nyílásszélesség növelése kis mértékben szintén a maximális sebességek csökkenéséhez vezetett. A numerikus modellezésnél, főképp a nagyobb kezdeti vízmélységű esetekben nagyobb sebességek adódtak, mint a hozzátartozó laboratóriumi modelle18. ábra: Az 1., illetve a 2. akadálysor tengelyében kialakuló maximális sebességek t= 10 s i zi*. ábra: Áramló (világos) és rohanó zónák (sötét) a három modellkialakítás esetében; b = 40 cm, h 0 = 7,5 cm, t— 10 s
