Kozák Miklós: A szabadfelszínű nempermanens vízmozgások számítása digitális számítógépek felhasználásával (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1977)
Bevezetés
BEVEZETÉS A nempermanens vízmozgás a folyadékáramlás legáltalánosabb formája. A nyomás alatti és a szabadfelszínű nempermanens vízmozgások nemcsak megjelenési formájukban, előfordulási körülményeikben, hanem számítástechnikai megoldásukban is alapvetően különböznek egymástól. így pl. a csővezetékekben kialakuló nempermanens áramlások számítása lényegesen egyszerűbb, mivel az áramlás keresztmetszete állandó, a nyomáshullám terjedési sebessége pedig — a gyakorlati esetekben — alig függ a középsebességtől, tehát az is állandó [30, 103]. A szabadfelszínű áramlások megjelenési formái rendkívül változatosak, és számításuk részben különböző, részben lényegükben eltérő feladatokból áll. Célszerűbb megoldás volt tehát egy olyan lehatároltabb feladatkörrel foglalkozni, amely igen fontos és a gyakorlatban egyre inkább előforduló feladatokra terjed ki. így esett a választás a szabadfelszínű, fokozatosan változó, egydimenziós nempermanens vízmozgások számítástechnikájára. Szerző témaválasztását számos, egyéb gyakorlati és tudományos igény is indokolja. Ilyen pl. az árhullámok előrejelzésének és a vízerőművek csúcsüzemének számítása; tározók vízkészletének programozott szétosztása; öntöző- és belvíz- csatornák bonyolult üzemi viszonyainak tervezése; természetes és mesterséges gát-, ill. árvédelmi töltésszakadások okozta hatások előrejelzése, számítása stb. E feladatok többsége az egydimenziós egyenletekkel tárgyalható, de ehhez is hiányzik egy átfogó, részletes könyv. így természetes, hogy a két- és három- dimenziós szabadfelszínű nempermanens áramlások számítása, elméletének kidolgozása, főleg annak széles körű gyakorlati alkalmazása még várat magára. Ezért az egydimenziós vízmozgásokra vonatkozó számítások elméletének feltárása, rendszerezése az elsődleges. A szabadfelszínű nempermanens vízmozgások elméletének és számítás- technikai gyakorlatának története alapvetően eltér a hidraulika legtöbb ágazatától. A hidraulikának csaknem minden fejezete több mint egy évszázada folyamatosan, szakadatlanul és egyre gyorsuló ütemben fejlődött. A szabadfelszínű nempermanens vízmozgások elméletének fejlődésében pangás volt. De Saint Venant [24] több mint 100 évvel ezelőtt vezette le a nempermanens vízmozgás alapvető és ma is használt két differenciálegyenletét, melyek szabatosan nem oldhatók meg. így közel 100 éven keresztül a kutatók e két alapegyenletnek csak partikuláris, a gyakorlati kívánalmakat és lehetőségeket csak korlátozottan kielégítő megoldásaira vállalkozhattak. A közelítő, általános megoldások matematikai alapjai már régebben ismertek voltak [156], de azok gyakorlati végrehajtása emberi munkával, az óriási tömegű számítási munka miatt keresztülvihetetlen volt. Az 1930 —50-es évek2* 19 *
