H I D R O I N F O R M A T I K A - BME VVT

Hidroinformatika B M E E O V V A S F 4Az ábra egy tanulmányozott terület számítási rácshálójának egy függőleges síkban vetthosszirányú metszetét mutatja, függőlegesen azonos számú réteggel. A fehér és avonalkázott terület jelzi a valós számítási tartományt, ahol a víz- és hordalékmozgásközvetlen modellezésre kerül. A fehér terület a lebegtetett-, a sraffozott terület pedig agörgetett hordalékmozgás számításának a helyét jelzi. A világos- és sötétszürke rétegek avirtuális számítási területet jelölik, ami egy aktív és egy inaktív rétegből tevődik össze.Görgetett hordalékhozam számításaA numerikus modellben a görgetett hordalékhozam számítására több összefüggés isrendelkezésre áll, ezek közül pl. van Rijn formulája az alábbi:dq b , i( ρ − ρ ) g= 0.053⎡⎢⎣1 .5 s w0.3 ( ρsρw)idiρ2wρwν−2.1⎡τ−τ⎤c,i⎢ ⎥⎣ τc,i ⎦g⎤⎥⎦0.1ahol q b a görgetett hordalékhozam, d i az i-edik hordalék frakciót jellemző szemátmérő, τa fenék-csúsztatófeszültség, τ c,i a kritikus fenék-csúsztatófeszültség, melynél megindul ahordalékmozgás, ρ w és ρ s a víz és a hordalék sűrűsége, ν a víz kinematikai viszkozitása gpedig a nehézségi gyorsulás. A formula minden egyes hordalékfrakcióra alkalmazásrakerül, majd a hordalékhozamot koncentrációvá alakítjuk át:qb,icbed, bl,i=aUbahol a egy referenciaszint, ami a legalsó cella magasságának felével egyenlő, U bed pedigaz áramlási sebesség a legalsó cellában.Lebegtetett hordalékhozam számításaA lebegtetett hordalékmozgás víztestben való számítására a numerikus modell egyadvekciót és turbulens diffúziót magában foglaló transzportegyenletet old meg:∂c∂c∂c∂ ⎛ ⎞⎜∂c+ U + = Γ ⎟jw∂ ∂ ∂ ∂Tt xjz xj ⎝ ∂xj ⎠Az egyenletben c a koncentrációt, w a hordalékszemcse ülepedési sebességét, U 1, U 2 ésU 3 a víz áramlási sebességét a tér három főirányában, x 1, x 2 és x 3 a térbeli koordinátákat,80