Hidrológiai tájékoztató, 2014
DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Kiss Gábor: Mozgó komplex objektumok vizsgálata háromdimenziós folyadékszimulációs környezetben
az elemeinek mozgását a vízzel való dinamikai kölcsönhatás határozta meg, nem egy előre írt koreográfia (3. ábra). 3. ábra. Az SPH részecskékkel kitöltött hullámmedence felületén kígyózó Pelamis 3 dimenziós modellje oldal- és térbeli nézetben Utolsó kísérletemben jégzajlást vizsgáltam a bajai Türr István híd környezetében. Első lépésként felépítettem a híd szerkezetének, valamint a Duna medrének 3D modelljét. Következő lépésként 25 féle, Keve Gábor által a helyszínen megfigyelt mérethatárokon belüli véletlenszerű alakgenerálással generáltam a jégtáblák alakjait. A jégtáblákhoz a jég 0 °C fokhoz tartozó sűrűségét rendeltem anyagjellemzőként. Az első teszt során 120 ezer részecskével végeztem el a szimulációt, ami nem bizonyult megfelelő pontosságúnak, így a végső szimulációhoz a részecskeszámot 1,25 millióra növeltem. 4. ábra. A Türr István híd környezetében vizsgált jégzajlás Összefoglalás Az általam használt részecskealapú folyadékszimulációs módszer, azaz az SPH modell paraméterérzékenységét és pontosságát mérésekkel dokumentált tesztfeladatok keresztül vizsgáltam, amely pontosság függ a részecskék számától is. A jégzajlás szimulációja során tapasztaltam, hogy makroszkopikus méretekben a modellt túl kevés részecskével nem lehet pontosan leírni. Ugyanakkor túl sok részecskével (nagy folyadéktartomány vagy sűrű térfelbontás) a modell alkalmazásának másik általános hátrányába, a nagy számítási igénybe ütközünk. Ez jelentősen javítható a megszokott CPU (általános processzor) helyett többszálon futó GPU- (grafikus processzor) gyorsítású számítással. Ezt az általam használt szoftver is támogatta. Az alkalmazási példák során bemutatott környezetek jól illusztrálják a rendszer adta lehetőségeket. A hagyományos rácsháló alapú modellek esetében ezeknek a komplex geometriájú testeknek a definiálása időigényes és bonyolult folyamat. Ezzel szemben az SPH adta lehetőségekkel olyan mozgó testeket is képesek vagyunk felépíteni, mint a szilárdtest-fizikai modellekkel kiegészitett, a vízzel dinamikai kölcsönhatásba lépő, Pelamis elnevezésű hullámerőmü. Összességében elmondható, hogy az SPH modell- vizsgálatok elősegítheti az olyan komplex, mozgó objektumok pontosabb vizsgálatát, mint pl. a városi környezetben kialakuló gátszakadások térbeli elemzését, vagy az energiatermelésben használt műtárgyak tervezését. Köszönetnyilvánítás A dolgozat elkészüléséért szeretnék köszönetét mondani elsősorban konzulensemnek dr. Krámer Tamásnak, Keve Gábornak valamint a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék munkatársainak. Hivatkozások G.R. Liu, M.B. Liu (2003): Smoothed Particle Hydroynamics: A Meshfree Particle Method, World Scientific, Singapore Pelamis Wave Power, 2014. Elérési cím: < http://www.pelamiswave.com/ >. [2014.04.15.] " A 2013. évi Lászlóffy Woldemár diplomamunka pályázaton BSc alapképzés kategóriában 1. díjat nyert diplomamunka kivonata. 25
