Vízügyi Közlemények, 1982 (64. évfolyam)
3. füzet - Walter H. Graf: A GENFI-TÓ HIDRODINAMIKÁJA
428 Walter H . Graf + ^ дх 0 dz 2 ' -fv+g ÔH t] d 2u +f u+g Q ÔH r\ d 2v (П) du dv dw Ez a közismert barotrop Ekman-modell egyik fajtája a Föld forgásából eredő áramlással szuperponálva; a vízszintes irányú nyomásgradiens egyensúlyban van a Corioliserőkkel és a súrlódási feszültség a vízszintes felszínen fejti ki hatását. Ezt a modellt a véges elemek módszerével oldották meg (Bauer— Graft— Tischer 1977), melyben 579 csomópontból, 1025 háromszög elemből és 131 határpontból álló háló szerepelt. A későbbiekben, Bauer— Graf (1979) a modell kalibrálása során, két fontos széleseményt vizsgáltak ( 1. ábra): — bise: 1977. márc. 29. 12 órától 1977. márc. 30. 24 óráig — vent: 1978. febr. 2. 0 órától 1978. febr. 3. 12 óráig. A számításhoz a hidrodinamikai és aerodinamikai vizsgálat során az St. Sulpice-i (S) és a Villette-i (V) mérőállomások mért szél és áramlási adatokat használtuk fel. Két tényező értékét kellett meghatároznunk: függőleges turbulens dinamikai viszkozitást (ti) és az ellenállási tényezőt (C y). A „bise" szélnél, különböző mélységekben kialakuló mért és számított sebességek egybevetésével ( 5. ábra ) meghatároztuk a tényezők értékét: r] = 500 cm 2/s és C }.=0,004. Meg kell említenünk, hogy az rj értékek jól egyeznek a Neumann— Pierson (1966) általjavasolt összefüggéssel számíthatókkal. Az ellenállási tényező (C y = 0,004) kétszerese annak, mint amit az aerodinamikai vizsgálattal kaptunk. Ez a végeredmény zavaró lehetne, ha nem vennénk figyelembe, hogy más szerzők ( Simons 1980) is hasonló eredményre jutottak. A „bise" szélre a modell szimulációval (számítással) az egész tóra vonatkozóan megrajzoltuk a számítógép által számított áramlási képet a különböző mélységekben (0—150 m között) és a helyszíni mérések sebesség vektorait ugyanazokban a mélységekben. A számított háromdimenziós áramlást egy olyan egyenletes felszíni áramlás irányítja, amely jobbra tér el a szél irányától; ez következik Ekman elméletéből is. Egyre mélyebb rétegek felé haladva állandó és fokozatos forgás, valamint az áramlás intenzitásának csökkenése figyelhető meg, az Ekman-spirálnak megfelelően (5. ábra). A tó medencéjének kanál formája okozza az óramutató járásával ellentétes irányú általános cirkulációt a tó középső medencéjében. A 6. ábrán összehasonlítjuk a homogén tóban a 32,7 km/óra „bise" szél hatására kialakult áramlások számított és mért sebesség mélység szerinti átlagolt értékeit. A „bise"nél az egyezés megfelelő (ábrán bekarikázott jel), a „vent"-nél már kevésbé jó eredményt kaptunk. Bár a fent bemutatott áramlási modell és kalibrálása értékes eredményeket ad, mégis kívánatos lenne átfogó, egyidejű mérésekkel rendelkezni a még biztosabb hitelesítés érdekében. 3.12. A viz\zint-kilendülés vizlengés modellje. A szél keltette, időfüggő mozgás matematikai modellje (Hamblin 1976, Neumann— Pierson 1966) a következő:
