Vízügyi Közlemények, 1992 (74. évfolyam)

4. füzet - Rátky István: Turbulencia az elmélet és a gyakorlat tükrében

404 Rátky Istx'án A turbulencia statisztikai jellemzőinek igen részletes mérésével, tanulmányozásával foglalkoznak Champagne-Harris-Corrsin (1970). A mért jellemzők: turbulens sebességjellemzők, két-pont, tér- és autosebesség korrelációk, Taylor-íé\e karakterisztikus hossz (microscale), egydimenziós energiaspektrum, feszültség korrelációs spektrum, térbeli izokorrelációs görbék, tér- időkorreláció és azok izo- görbéi. Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a főáramlás irányú (1) örvényegyenletben a turbulens ÄeyWdy-feszültsögeket tartalmazó tagok (örvényprodukció) dominálnak, ellenkező előjelűek és sokkal nagyobbak mint a konvektív tag. A viszkózus tag a sarok közvetlen környezetének kivételével elhanyagolható. A produkciós tagok különbsége nagyságrendileg a konvekciós kifejezéssel egyezik meg. E viszonylag nagy mennyiségek különbsége a másodlagos mozgás forrása. Tehát a Reynolds-feszültségeket tartalmazó produkciós tagokat kell pontosan modellezni annak érdekében, hogy valósághűen írjuk le a másodlagos mozgást. 1.3. Az áramlás mérése összetett szelvényű vízfolyásban Összetett szelvénnyel kapcsolatos első vizsgálatok - ugyan úgy, mint egyszerű csatornáknál - a sebesség mélység és keresztszelvény menti eloszlásával, a főmeder és a hullámtér közötti folyadékcserével (mozgásmennyiség fluxus) a vízhozamok arányával, a kapcsolódó felületeken fellépő látszólagos feszültségekkel és a fenékcsúsztató feszültségek eloszlásával foglalkoztak. A teljesség igénye nélkül emelünk ki a gazdag irodalomból néhányat: Wright-Carstens (1970), Myers-Elsawy (1975), Bajaratnam-Ahmadi (1979), Knight-Demetriou (1983), Knight-Hamed (1984) és Myers (1987). A szerzők többsége a mérések grafikus ábrázolásán túl összefüggéseket állapított meg a vizsgált hidraulikai mennyiségek (függély-középsebesség-vízhozam arány, látszólagos feszültség, csúsztatóerők stb.) és a geometriai paraméterek között (mélység-, szélesség-, érdesség arányok). Turbulenciával kapcsolatos paraméterek mérése ezen a téren is csak az utóbbi időben kezdődött el. Különböző geometriájú, érdességű és vízhozamú csatornákban mérték a 7?eyno/íiy-feszültségek (u j u

2 és u

l u

3) eloszlásait, a turbulens kinetikai energia (к), a különböző irányú turbulens intenzitások (ui', u

2' és w

3'j eloszlásait (Prinos-TownsendTavoularis 1985, Murota-Fukuhara-Seta 1990, Tominaga-Nezu 1991). Az összetett szelvényű vízfolyásokban a turbulens paraméterekkel kapcsolatos eddigi mérési eredmények alapján még nem állíthatjuk azt, hogy minden lényeges információnk megvan, hogy ismerjük a jelenséget. Az ismeretekben alig jutottak tovább a kutatók azon a megállapításon, hogy a kölcsönhatás a főmedri és hullámtéri áramlás között nagyon fontos (Tominaga-Nezu 1991), és közel a csatlakozási felülethez a másodlagos mozgás tömegtranszporthoz való hozzájárulása igen nagy. Különösen fontosak a természetes medrekben végzett turbulencia mérések (Muszkalay 1980, Starosolszky 1980/a, Muszkalay-Starosolszky 1988). A turbulencia forgóműves sebességmérésének lehetőségét és pontosságát elemzik Szigyártó (1959) és Csoma-Szigyártó (1975). A pontbeli sebességingadozásra vonatkozó mérések más időléptékű turbulenciákat észlelnek mint laboratóriumi méréseknél. Muszkalay (1981) az 1955-81. évek között végzett méréseinek eredményeit és tapasztalatait fog-