A Magyar Hidrológiai Társaság XXXI. Országos Vándorgyűlése (Gödöllő, 2013. július 3-5.)
10. szekció. SZÁMÍTÓGÉPES MODELLEK ALKALMAZÁSA A VÍZGAZDÁLKODÁSBAN - 4. Koch Gábor (ADUVIZIG): A Duna-völgyi főcsatorna egydimenziós hidraulikai modellvizsgálata
2013. július 3-5. Magyar Hidrológiai Társaság - XXXI. Országos Vándorgyűlés, Gödöllő A Duna-völgyi főcsatorna egydimenziós hidraulikai modellvizsgálata Készítette: Koch Gábor II. A HEC-RAS PROGRAM BEMUTATÁSA 11.1. Általános bemutatás A HEC-RAS az amerikai hadsereg mérnök testületének folyó elemző rendszere. Az eszköz lehetővé teszi természetes és mesterséges vízrendszerek, csatornák, csatornaszakaszok 1 dimenziós áramlási vizsgálatának elvégzését permanens és nem permanens állapotban. Az eszköz hatékonyan kezeli az áramló, rohanó és átmeneti vízmozgási állapotokat is. A modellben definiálhatóak a mellékágak, hidak, átereszek, bukók, oldalbukók és zsilipek. Kezelőfelülete interaktív, a meghatározott eredmények megjelenítésére sokrétű eszköztár áll rendelkezésünkre, a táblázatos eredmények pedig a jól ismert táblázatkezelő szoftverekbe exportálhatóak. Számítási modulja a hidraulikában alkalmazott összefüggéseken, így például a Bernoulli-egyenleten, Manning-féle érdesség számításon, folytonossági egyenleten alapszik. 11.2. Alapegyenletek A szabadfelszínű, fokozatosan változó nem permanens áramlás fizikai, illetve matematikai szabályszerűségeit az anyag (tömeg) megmaradás törvénye és Newton 2. dinamikai axiómája, azaz az energia megmaradás törvénye alapján tudjuk leírni. II.2.1. Folytonossági egyenlet A folytonossági feltételt egy olyan dx hosszúságú, A keresztmetszetű vízfolyásra tudjuk értelmezni, melynek nedvesített szelvényterülete az időben változhat. A folytonossági egyenlet gyakorlatilag a tömegmegmaradást írja le az egydimenziós rendszerben. A folytonossági egyenlet a főmederre és a hullámtérre nézve: + dt qht dQht dA ht 05 dxbt dt dt qfm+ qi Ahol: Q - a vízhozam A - a nedvesített szelvényterület x- a szelvény koordinátája a vízfolyás mentén t - az idő S- az áramlásban nem részvevő keresztszelvény terület q - a főáramlási irányra merőleges fajlagos (egység hosszra jutó) vízhozam fm,ht- alsó indexek a főmederre ill. a hullámtérre utalnak 1 - alsó index a főáramlási irányra merőleges oldal irányra utal II. 2.2. Szelvény energia számítása A víz mozgására vonatkozó energia egyenlet az áramcső teljes szelvényére kiterjesztett Bernoulli-egyenlet, melyet a következőképpen fejezhetünk ki: 5
