Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

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

28 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 1. SZ. zésnél, viszont mindkét modellben közel azonos időpillanatban érte el az áramlási sebesség a maximumát. Az elöntés és az útjába kerülő tereptárgyak kölcsönhatásának vizsgálatához épületeket modellező betonkockákat helyeztünk el az alvízi szakaszra a nyílás sávjába. Méréseink végrehajtásánál nehézségként jelentkezett, hogy az akadályok közvetlen közelében, azok visszaduzzasztó hatása miatt kialakuló állóhullám mentén a részecskék nem mindig voltak követhetők, illetve az akadályok mögötti holtterekbe kevés jelzőanyag került, így itt értelemszerűen kevésbé részletes sebességmezőt kaptunk eredményül. A mérések feldolgozásából kiderült, hogy az akadály hatására nagyobb területen rohanó lesz a vízmozgás, és az akadályok közti csatornában - amik az épületek közti utcáknak felelnek meg - az akadályok jelenléte nélküli sebességeknél jóval nagyobb sebességek alakulnak ki. Ezeken felül a numerikus modell-eredmények azt is mutatták, hogy akadály jelenlétében a vízszintek szintén nagyobbak lesznek, mint akadálynélküli esetben lettek volna. A kutatómunka egyik fontos célkitűzése volt a mérési módszertan alkalmazhatóságának kiderítése a gátszakadás során kialakuló sebességmezők és a hullámfront terjedésének vizsgálatára. A mérések alapján megállapítható, hogy ugyan vannak nem, vagy nehezen mérhető tartományok az áramlási zónában, a mértékadó területekre (úgymint a legnagyobb sebességű részek valamint a hullámfront környezete) azonban elegendő mennyiségű részecske került, így a mérési módszer alkalmazhatósága megalapozottnak tekinthető. A numerikus modellezés visszaadta az áramkép jellegét és a felszíni állóhullámok bonyolult mintázatát. Ugyanakkor a nagyobb vízmélységekkel indított változatokban a laboratóriumban megfígyeltnél számottevően gyorsabbnak bizonyult a vízsugár oldalirányú szétterülése. Összességében megállapítható, hogy a numerikus modell képes a jellegükben kétdimenziós lökéshullámok leképezésére, és így ígéretesen használható további változatok vizsgálatára is. Köszönetnyilvánítás Jelen tanulmány nagy mértékben támaszkodik a BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszékén 2009-ben készített diploma-dolgozatomra. Ezúton szeretném ismételten köszönetemet kifejezni mindazoknak, akik elősegítették az eredmények létrejöttét. Elsősorban két konzulensemnek, Sokoray-Varga Béla tanársegédnek és dr. Krámer Tamás egyetemi docensnek, akik munkájukkal hozzájárultak ahhoz, hogy megfelelően elsajátítsam a szükséges ismereteket, és elláttak szakmai ötletekkel, tanácsokkal. Továbbá köszönettel tartozok a tanszék Vízépítési Laboratóriuma dolgozóinak, Pozsgai István és Tolnai Sándor technikusoknak, akik elkészítették a laboratóriumi modellkísérlethez szükséges modell-ládát és a mérések végrehajtásánál is segítségemre voltak. Irodalom Kiss M.

: Sebességmező feltárása részecskekövető laboratóriumi méréssel és numerikus áramlásmodellezéssel. TDK-dolgozat, BME Építőmérnöki Kar, TDK Konferencia, 2008. Krámer, T.: Solution-adaptive modelling of wind-induced lake circulation. Ph. D. Thesis, Department of Hydraulic and Water Resources Engineering, Bp. University of Technology and Economics, 2007. Krámer, T., Józsa, J.: Smoothly limited finite-volume modelling of rapidly varying river flows. Proc. River Flow 2006, Lisbon, Portugal, pp. 219-226. Krámer, T., Józsa, J.: Solution-adaptivity in modelling complex shallow flows. Computers & Fluids, 36(3), 2007, pp. 562-577. Soares Frazäo, S., Zech, ¥.: Dam-break flow experiment: The isolated building test case.

www.samui.co.uk/impact-project/sola

tedbuilding. pdf, 2002. Soares-Frazäo, S., Zech, ¥. : Experimental study of dam-break flow against an isolated obstacle. J. Hydr. Res. 45 (Extra Issue), 2007, pp. 27-36. Soares-Frazäo, S., Zech, K: Dam-break flow through an idealised city. J. Hydr. Res. 46, No. 5, 2008, pp. 648-658. Soares-Frazäo, S., Spine wine, B., Duthoit, A., Deswijsen, J. F., Zech, ¥.: Dam-break flow experiments in simplified city layouts. Proc. River Flow 2006, Lisbon, Portugal, pp. 513-521. Sokoray-Varga B., Józsa J.: Részecskekövetés-alapú sebességmérés (PTV) és laboratóriumi kisminta-kísérletekben való alkalmazása. MHT Ifjúsági napok CD-ROM, 2008a. Sokoray-Varga, B., Józsa,

./.: Particle tracking velocimetry (PTV) and its application to analyse free surface flows in laboratory scale models. Periodica Polytechnica - Civil Engin. 52(2), 2008b, pp. 63-71. Sokoray-Varga, IS., Krámer, T„ Józsa, J.: PTV and Numerical Flow Modeling in Reconstructing Velocity Fields of Laboratory Dam Break Flows. CD-ROM Proc. XXXIII. IAHR Congress, Vancouver, Canada, 2009. HEC-RAS - River Analysis System, Hydraulic Reference Manual, Version 4, 2008. A tanulmány beérkezett

: 2009. augusztus 3-án Flow field analysis of dam break flood wave by means of particle tracking velocimetry and numerical modelling Kiss, M. Abstract: Keywords: Dam-break flood waves have been investigated by coupled laboratory and numerical modelling. The rapidly changing surface velocity fields have been determined by image processing-based Particle Tracking Velocimetry (PTV) technique. The laboratory cases have been then approximated by an adaptive, shock capturing 2D finite volume numerical flow model, providing in general satisfactory results. Cases both with empty downstream basin and at the presence of building in some simple arrangements have been investigated assuming various breach-widths and upstream initial water levels, in order to improve the knowledge on occasional catastrophic urban inundations. The evaluation includes the description of the revealed flow features, the deficiencies experiences in the applied methods, their possible remedy, as well as the some fields of future applications. Dam-break, PTV, laboratory model, numerical flow model KISS MELINDA BSc okleveles építőmérnök (2009), MSc hallgató, Bpesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építőmérnöki Kar.