Dams_Book_Sachpazis_ALL_Lt
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
«ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΦΡΑΓΜΑΤΩΝ»<br />
9.7. Υπερχειλιστές – Εικόνες φωτορεαλισμού τρισδιάστατης<br />
προσομοίωσης.<br />
Έχει πραγματοποιηθεί από τους μελετητές Fayi Zhou και C.S. Song μία<br />
τρισδιάστατη προσομοίωση και απεικόνιση (3-D) της ελεύθερης επιφάνειας του νερού<br />
επάνω από έναν υπερχειλιστή με κυλίστρα υδατόπτωσης.<br />
Κατά τον σχεδιασμό ενός υπερχειλιστή, πρέπει να είναι γνωστή η διάταξη της<br />
ελεύθερης επιφάνειας κάτω από διαφορετικές γεωμετρίες του υπερχειλιστή. Η<br />
τρισδιάστατη ελεύθερη επιφάνεια ροής σε έναν υπερχειλιστή με κυλίστρα υδατόπτωσης<br />
είναι ένα εξαιρετικά κρίσιμο χαρακτηριστικό. Για το λόγο αυτό θα πρέπει να αναπτύσσεται<br />
ένα πρότυπο (μοντέλο) ασταθούς τρισδιάστατης ροής με ελεύθερη επιφάνεια νερού που<br />
να βασίζεται στις αρχές και στις έννοιες των συμπιεστών υδροδυναμικών εξισώσεων και<br />
των μεγάλων ροών με περιδίνηση χρησιμοποιώντας κάποια προγράμματα και<br />
αλγόριθμους διεξοδικών πεπερασμένων στοιχείων.<br />
Η διαδικασία προσομοίωσης χωρίζεται σε τρία στάδια για μεγαλύτερη υπολογιστική<br />
αποδοτικότητα. Πρώτα καθορίζεται η κατανομή του κατά προσέγγιση περιγράμματος της<br />
ελεύθερης επιφάνειας του νερού καθώς και η μέση ταχύτητα ροής του νερού<br />
υποθέτοντας μία σταθερή μονοδιάστατη και μη κολλώδη ροή. Στην συνέχεια<br />
προσομοιώνεται η πλήρως αναπτυγμένη τρισδιάστατη τυρβώδης ροή, κρατώντας το<br />
περίγραμμα της ελεύθερης επιφάνειας του νερού σταθερό. Τέλος, η ελεύθερη επιφάνεια<br />
του νερού αφήνεται ελεύθερη να κινηθεί και προσομοιώνεται η πλήρως αναπτυγμένη<br />
ροή με τα ισχυρά κύματα βαρύτητάς της.<br />
Χρησιμοποιούνται μαθηματικές προσεγγίσεις για την εξομάλυνση της ελεύθερης<br />
επιφάνειας του νερού καθώς και περιορισμοί στην οξύτητα των κυμάτων για να<br />
επιβεβαιωθεί η αριθμητική σταθερότητα, ενώ μπορούν να επιλυθούν κύματα μέχρι μιας<br />
ορισμένης οξύτητας.<br />
Στην συνέχεια παρουσιάζεται ένα τρισδιάστατο ψηφιακό σχέδιο της ελεύθερης<br />
επιφάνειας νερού κατά μήκος ολόκληρης της περιοχής ενός υπερχειλιστή, με βάση την<br />
ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (F.E.A.) (Εικ. 9.5).<br />
Εικ. 9.5: Τρισδιάστατο ψηφιακό σχέδιο ελεύθερης επιφάνειας νερού κατά μήκος ενός υπερχειλιστή, με<br />
βάση την ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (F.E.A.).<br />
9.13
Change language