Vízügyi Közlemények, 1967 (49. évfolyam)

2. füzet - Rövidebb közlemények és beszámolók

290 Hankó Z.—Akantisz Z s. A 3940 m

3/s vízhozamú árvíz esetében a 3. duzzasztómű-mező meghibásodása mellett a modellben észlelt lengésjellemzők a következők: a kétszeres amplitúdó az 1. és 5. nyílásban 3— 5 mm, a 2. és 4. nyílásban 6 — 10 mm, a lengés frekvenciája minden nyílásban 42 perc1. A Froude-féle modelltörvény szerint a fentieknek megfelel 20 — 40 cm, ill. 40—80 cm, valamint 4,8 perc1. Az említett amplitúdójú hullámok indulnak el felvíz felé. A hullámok amplitúdója a hullám energiatartalmának csökkenésével csökken, a hullámhossz pedig a terjedési sebesség függvényében változik. A duzzasztómű pilléreinek alvízi oldalán a Bénard —Kármán-féle leváló örvénysor figyelhető meg. A levált örvények haladási sebessége kisebb, mint a zavartalan áramlás sebessége. Az örvénysor lefelé haladva szétnyílik, az örvények intenzitása a viszkózus folyadék fékező hatása következtében csökken, végül teljesen elenyészik. A lengésjelenség a vizsgálat megindításakor kismértékű, majd az idő múltával fokozatosan erősödik. Másfél-két óra elteltével beáll a modellben a dinamikus egyensúlyi állapot. Ez pozitív visszacsatolású, a teljes rezonancia állapotához igen közel álló lengésfolyamatra mutat. A tapasztalt lengésjelenség fizikai törvényszerűségei : A pillérekről leváló örvénysor örvényei periodikusan hol a pillér egyik, hol a másik oldalán válnak le. A Kármán-féle leváló örvénysor hozza létre a gerjesztést. Megállapítottuk, hogy a periódus első negyedében leválik az örvény az egyik oldalon és a nyílásban kontrakciónövckedést okoz, a nyílás vízellátása csökken, pozitív „lökéshullám" indul felvíz felé a pillér mellett. A második negyedben a vízszint megemelkedik, az áramlási vonalak visszasimulnak a fal felé, a pillér mellett az energiatartalom megnő. A harmadik és negyedik negyedben a folyamat tehetetlenségénél fogva a másik oldalon a fentiekhez hasonló módon folytatódik. A pillér egyik oldalán keltett pozitív „lökéshullám" a pillér mellett halad felvíz felé, ugyanez a hullám a pillér túlsó oldalán már a vízmozgással egyező irányban halad és az ott keltett hullámmal interferál. Számítások és a megfigyelések azt mutatták, hogy a tervezett pillérkialakítás mellett majdnem teljes rezonancia jelensége állott elő, a hullámok interferenciája erősítést jelent. A pozitív visszacsatolás miatt egyazon pontban a hullám amplitúdója egyre növekedett, mindaddig, míg az ellenálló- és hatóerők dinamikus egyensúlyba nem kerültek. Az egyes pillérekről leváló Kármán-féle örvénysorok fázisazonossága (szinkronállapota) az alvízi oldal viszonyaira is kihat. A szinkronállapot következtében a szomszédos pillérekről induló és egymást metsző örvénysorok metszéspontjában az egyik pillértől érkező fúró örvény a másik pillértől érkező örvénysor haladó mozgású örvényútjával találkozik. Az interferencia helyén kimosások keletkeznek (7. ábra). Vizsgálataink szerint a pillérekről leváló örvénysor kialakulását meg kell szüntetni, mert a felvízen az általa okozott transzlációs hullám partrongálása és az alvízben okozott kimosások nem megengedhetők. 7. ábra. Az örvérajsorok interferenciájának elvi vázlata