Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 2. szám
Grivalszki Péter: CALTROPe - Innovatív partvédő mű áramlástani vizsgálata szimulációs eljárásokkal 61 Re* u'd v (4) T* (ys-r)d (5) A (4) és (5) képletekben u a fenék-csúsztatósebesség, d a mederanyag mértékadó szemcseátmérője, v a víz kinematikai viszkozitása, rc a kritikus fenék-csúsztatófeszültség, ys és y pedig a mederanyag, illetve a víz fajsúlyai. A diagram alkalmazásával arra a kérdésre kaphatunk választ, hogy adott áramlási és medermorfológiai paraméterek mellett számíthatunk-e a medermorfológia változására - mélyülésre vagy kiülepedésre. A Shileds-görbe alatt elhelyezkedő pontok stabil mederállapotot jeleznek, a fölötte levők instabilt. Manh és társai (2013, 2014) mérései alapján a Mekong-delta vidékére jellemző mederanyag 41%-a agyag (mérete <2 pm), 51%-a pedig iszap (mérete 2-63 pm). Számításaink során ennek megfelelően választottunk ki két mértékadó szemcseátmérőt, iszap esetén diSZap= 10 pm, agyag esetén pedig dagy„g= 2 pm. A részecske Reynolds-számok és a Shields paraméterek számításainak eredményeit ábrázoltuk a Shields görbén. A csúsztatófeszültségeket az idomegyüttesek alvízi oldalán a lábak vonalában kérdeztük le a számításokhoz: minden esetben megvizsgáltuk az idomegyüttes melletti és az idomlábak közötti maximális fenék-csúsztatófeszültségeket mindkét fent említett szemátmérő esetére, ez rendre négy Shields-számítás modellenként. A számításokat csak a mértékadó 70 cm-es vízborítottságú áramló közeg-modellre és a két hullámzásos modellre végeztük el. Megállapítottuk, hogy minden vizsgált eset a Shields-görbe feletti területen helyezkedik el, azaz minden változatnál számolni lehet a meder kimozdulásával, amennyiben a szimulációknál felvett peremfeltételek igazak. 8. ábra. A hidromorfológiai számítások eredményei a Shields-görbe helyzetéhez képest Figure 8. Results of hydromorphological calculations on the Shields curve A 2D NUMERIKUS MODEUU Munkánk során az ADH (Adaptive Hydraulics Model) nevű, 2D szoftvert alkalmaztuk. Ez az Egyesült Államok Mémökhadteste (USACE) által kifejlesztett sekélyvízi szimulációk lebonyolítására optimalizált program (US Army Corps of Engineers 2015), melynek megfelelősége már bizonyított, nemzetközi szinten is széles körben használják. Az ADH alkalmas sekélyvízi (2D) egyenletek megoldására, felszín alatti vizek áramlásainak, továbbá nempermanens áramlások modellezésére is. A sekélyvízi egyenletek megoldása során a modellezett víztestben kialakuló függőleges irányú rétegződéseket átlagoljuk, a függőleges irányú áramlásokat pedig elhanyagoljuk. A modell matematikai alapját a mélységátlagolt folytonossági és impulzusegyenleteket is magába foglaló úgynevezett sekélyvízi-egyenletek adják. Permanens állapotban a következő alakban írhatjuk fel ezeket: djuti) d(vh) _ dx dy (6) du , du , d(h+Zh) u— + v— + g——— dx dv dy dv dx + ^ = o ph u—+v—+g dx dy djti+Zb) dy -r{TM)+TÁO} + '-% = (7) (8)
