Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 2. szám
60 Hidrológiai Közlöny 2019. 99. évf. 2. sz. változó sebességnagyságok és irányok átlagolása egészen torz eredményt mutatnának - a pulzáló hullámzó mozgás legjelentősebb hatása ugyanis a sebességvektorok előjelének periodikus változása. A fentiek és a peremfeltételek bizonytalansága miatt (miatt, lásd fentebbi megjegyzésemet) két mértékadónak vélt időpillanat bemutatása mellett döntöttünk: egyszer, mikor épp hullámhegy van az idomegyüttesnél, egyszer pedig, mikor hullámvölgy (7. ábra). Ezen eredmények főleg a módszertan széleskörű alkalmazhatóságát kívánják szemléltetni, jövőbeni kutatásokhoz eredményeit nem javasolt felülvizsgálat nélkül használni. A legnagyobb sebességek most is az idomlábak között alakulnak ki, helyenként akár 0,6 m/s. Az idom közvetlen környezetében átlagosan 0,4 m/s körüli sebességek figyelhetőek meg, ami nagyságrendileg azonos az áramló közegben (előző modell) tapasztaltakkal. Ha az átlagmélység 190 cm, akkor a hullámzás során az idomegyüttes hullámhegyek esetén teljesen víz alá kerül. A fenék-csúsztatófeszültségek csúcsértékei most is az idomok lábai között alakultak ki, körülbelül 6,0-7,5 N/m2. Az idomok lábai mellett most 2,5 N/m2 értékeket kaptunk, ami közel ugyanannyi, mint a kisebb vízszint esetén. A kialakuló sebességek lényegében megegyeznek a kisebb átlagvízmélységnél tapasztaltakkal, és a megnövekedett vízzel borított számítási tartomány következményeként fajlagosan több helyen alakul ki áramlási sebesség növekmény. Hullámzásos modellváltozat a permanens esetnél vizsgált fordított geometriai elrendezésre nem készült. A fenti struktúrával felépített modellvizsgálatok nem egyedülállóak a REEF3D tesztelési folyamatai során. Több tanulmány (Afzal és társai 2015), (Ahmad és társai 2016) vizsgált oszlop körüli kimélyüléseket laboratóriumi mérések és numerikus szimulációk segítségével, áramló közeg és hullámzás esetén. Ezen vizsgálatok azonban mozgómedrű szimulációk voltak, melyek során a fenékcsúsztatófeszültségek nem lettek számszerűsítve - a tényleges kimélyülések időbeni eloszlása azonban igen. A numerikus szimulációk kiválóan közelítették a laboratóriumi eredményeket, így esetünkben a REEF3D hitelességét és az alkalmazás relevanciáját ezen tanulmányok is erősítik. Tkd \Nm 21-0.00 0.50 1.00 1.50 6. ábra. Permanens vízáramlás során kialakuló maximális fenék-csúsztatófeszültség értékek 70 cm-es vízmélység esetén, fordított idomelrendezéssel (részlet) Figure 6. Part of the maximum bed shear stress field at steady state flow with 70 cm water depth, with rotated structure 7. ábra. A hullámzásos futtatások során kialakuló időátlagolt sebességek (Első oszlop: 120 cm átlag vízmélység, második oszlop: 190 cm átlag vízmélység, első sor: hullámhegy időpillanata, második sor: hullámvölgy időpillanata, (részletek)) Figure 7. Parts of the time-averaged velocity fields in the wavy simulations (First column: 120 cm average water depth, second column: 190 cm average water depth, first row: moment of wave crest, second row: moment of wave trough) Ahhoz, hogy a modell által számított fenékcsúsztatófeszültségek mezőjét a lehetséges mederváltozások számszerűsítése céljából értékelni tudjuk, a Shields-féle diagramot használtuk (Shields 1936) (8. ábra). A diagram vízszintes tengelyén az ún. részecske Reynolds-szám (Re *), függőleges tengelyén az ún. Shields-paraméter (r*) található, melyeket a következő formulák szerint számítunk:
