Hidrológiai Közlöny 2001 (81. évfolyam)

4. szám - Bakonyi Péter: Magyar eredmények a numerikus hidraulika területén

Millenniumi konferencia, 2000. december 11-12 261 Magyar eredmények a numerikus hidraulika területén Bakonyi Péter Mára a numerikus hidraulika nagyon széles területe ölel fel Ezért a feladatot megosztottuk Józsa János egyetemi docenssel, aki a két- és há­romdimenziós modellezésről ad tájékoztatást. A vízminőségi modelle­zéssel Jolánkai Géza foglalkozik. Jómagam a fennmaradó feladatot úgy próbálom megoldani, és a rendelkezésre álló rövid terjedelembe sűrítem, hogy néhány olyan iskolát emelek ki, amelyek sokat tettek a numerikus hidraulika magyarországi bevezetéséért. A szabad felszínű, nem-permanens áramlások modelle­zése az 50-es évek elején indult meg Isaacson, Stoker és Troesch munkája nyomán. Magyarországon mintegy, vagy inkább csak tíz évet kellett várni, amíg a számítógé­pek polgári alkalmazása lehetővé tette hasonló számítá­sok elvégzését. Kozák Miklós nevét kell megemlíteni, aki a 60-as évek elején végezte az első számításokat az akko­ri "nagy számítógépen", az ELIOT 803-on. Érdekesség­képpen meg kell jegyezni, hogy 1 napnyi jelenséget 3 napnyi számítógépidő árán lehetett produkálni. Természe­tesen a módszerek és a számítógépek rohamosan fejlőd­tek és az 1964-66-os években már számos kiváló ered­mény született a Bős-Nagymarosi Vízlépcső csúcsüzemé­vel kapcsolatban. Ezen munkákra alapozva a BME Vízé­pítési Tanszékén Kozák professzor vezetésével kialakult az első, numerikus hidraulikával foglalkozó szakmai mű­hely. Rátky István, Horváth IÁSZIÓ és jómagam végez­tünk érdekes számításokat a BNV-vel, a tiszai vízlépcsők­kel, a Barcs-Djurdeváci vízlépcsőkkel, a Kis-Balatonnal, a körösi szükségtározókkal kapcsolatban. A kezdeti kuta­tási eredmények s a gyakorlati alkalmazások megkoroná­zásaként Kozák Miklós megírta 1977-ben megjelent "Sza­badfelszínű nem-permanens vízmozgások számítása" c. könyvét, megelőzve M. B. Abbott 1979. évi "Computati­onal Hydraulics" és J. A. Cunge, F. M. Holly Jr. és A. Verwey "Practical Aspects of Computational River Hyd­raulics" c., 1980. évi könyvét. A nemzetközi irodalomban mindkét könyvet még ma is alapműként tartják nyilván. Kozák professzor müve magyar nyelven tárja az olvasó elé azt, amit a nem-permanens áramlásokról tudni kell. Az idő előrehaladtával egyre több modell jelent meg Magyarországon is. Érdekességként kiemelném a Varga István által készített modellt, a­mely a linearizált de Saint-Venant egyenleteket oldotta meg a Iaplace transzformáció segítségével, és a megoldás során ötvözte a szabályozás­elmélet és a hidraulika legszebb részeit. A szabályozott vízszintü öntöző­rendszerek modellezése során ért el kiemelkedő eredményeket. Talán határterületnek tűnik, de a hidrológusok is kacsintgattak a nu­merikus hidraulika felé. Kontur Istvánt, Szöllősi-Nagy Andrást és cso­portját, s Hartha Pétert emelném ki, akik a Nash-kaszkád, a Kalinyin­Miljukov, s más modellek alkalmazásán keresztül jutottak el a diffúziós hullám modellezéséig. Munkájuknak köszönhetjük többek közt a ma is működő, és 2000-ben csillagos ötösre vizsgázó előrejelző modellünket. Nem lenne teljes a kép, ha nem említenénk meg két olyan progra­mot, amelyek a 60-as évek vegén ill. a 70-es évek elején születtek. Bozó­ky-Szeszich Károly fejlesztette ki a vízellátó hálózatok hidraulikai viszo­nyainak számítására szolgáló programot, amely Darabos Péter kezelésé­ben ma is jó szolgálatot tesz. íjjas István dolgozta ki az öntözőfürtök hidraulikai méretezésének elméletét, s ő készítette el a feladat numerikus modelljét is Mindkét program fontos szerepet játszott és játszik a mér­nökhallgatók oktatásában és számos gyakorlati feladat megoldásában. Amíg a 60-as és 70-es években a BME volt a numeri­kus hidraulika egyedüli otthona, addig a 80-as években a VITUKI-ban is kezdtek újabb iskolák kialakulni. Először Somlyódy László vezetésével alakult meg a "Környezeti hidraulikai osztály", ahol rögtön a Balaton kétdimenziós modellezésével kezdtek el foglalkozni, de szép eredmé­nyeket értek el a Sajó és a Balaton modellezésével is. A 80-as évek közepén, részben a Környezeti hidrauli­ka osztály munkáját vette át a Numerikus hidraulika osz­tály, amelynek vezetésével engem bíztak meg. Egy kicsi, de lelkes csapat próbálta az akkoriban megjelenő szemé­lyi számítógépek 64 kByte-os memóriáját minél jobban kihasználni. Ekkor már nem volt elegendő "csak árhullá­mot" számolni. Bognár Sándor a hordalékmozgás leírásá­ra tett kísérletet egy érdekes, "áramcsöves" hidraulikai modellben. Józsa János a markazi tározó gátjának átsza­kadása utáni hullám levonulását modellezte, ugyancsak ő szimulálta a győri szennyvíz elkeveredését a Mosoni-Du­nában a bősi vízerőmű csúcsüzemének hatására. Gáspár Csaba nagyon hatékony algoritmust fejlesztett ki a vízmi­nőségi paraméterek számítására. Jómagam a Paksi Atom­erőmű hidegvíz-ellátásának biztonságát vizsgáltam egy közeli jégtorlasz kialakulása közben, illetve a dunakiliti duzzasztómű jégleeresztési problémáit tanulmányoztam. A 90-es években kezdtek általánosan elteijedni az 1D hidrodinamikai modellek. így a BME és a VITUKI köz­ponti szerepének megőrzése mellett új szereplők jelentek meg a palettán. A vízügy 2 Mike 11 (Dán Hidraulikai In­tézet) szoftvert szerzett be, amelyeket Győrben és Gyulán helyeztek üzembe. A Bajai EJF oktatói a SOBEK (Delfti Hidraulikai Intézet), a VITUKI Consult dolgozó az ISIS (Halcrow Group) elnevezésű kereskedelmi szoftvert használták különböző feladatokra. A közelmúlt 1D modelljei közül ki kell emelni Rátky István modelljét, amellyel a Körös-völgyi szükségtározó üzemrendjét határozta meg. Az 1998-99-es tiszai árhullá­mok számítására jómagam állítottam fel egy matematikai modellt, amellyel egy esetleges töltésszakadás hatásait is modelleztem. Összefoglalóan megállapíthatjuk, hogy a magyar kuta­tók - a technikai lehetőségeik határáig - lépést tartottak a világon zajló 1D numerikus modellezéssel. Eredményeik mindvégig elérték a világszínvonalat. Ugyanakkor meg kell említeni, hogy a matematikai modellek lényegesen lassabban nyertek teret Magyarországon, mint a világ más tájain. Remélem, hogy a Tiszával kapcsolatos kutatási fel­adatok ismét legalább olyan szintre emelik a numerikus modellek ázsióját, mint ahol volt a BNV-vel kapcsolatos kutatások során. Irodalom: Isaacson, E. - Stoker, J. J. - Troesch, B. A. (1954): Numerical Solution of Flood Prediction and River Regulation Problems (Ohio-Mississip­pi floods), Report II, New York University, Inst. Math. Sei. Rept. IMM-NYU-205 Kozák Miklós (1977): Szabadfelszínű nem-permanens vízmozgások szá­mítása, Akadémiai Könyvkiadó, Budapest Abbott, M B (1979): Computational Hydraulics; Elements of the Theory of Free Surface Flows, Pitman Publishing I.imited, London Cunge, J. A. - Holly Jr. F. M. - Verwey, A. (1980): Practical Aspects of Computational River Hydraulics, Pitman Advanced Publishing Pro­gram, London

Next

/
Oldalképek
Tartalom