Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους
Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάλυση της τυρβώδους ροής σε ορθογωνικό, ανοικτό αγωγό τριών διαστάσεων, στον οποίον ενυπάρχουν εμπόδια της μορφής προβόλων (groynes). Τέτοιου είδους κατασκευές χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλούς ποταμούς ώστε να διατηρείται η επιθυμητή διατομή και το ε...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2012
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/5716 |
| id |
nemertes-10889-5716 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-57162022-09-05T20:51:03Z Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους Κουτρουβέλη, Θεοφανώ Δημητρακόπουλος, Αλέξανδρος Δημητρακόπουλος, Αλέξανδρος Δήμας, Αθανάσιος Χόρς, Γεώργιος Koutrouveli, Theofano Πρόβολοι Παράκτια διάβρωση Ακτές Υδραυλική ροή Ανακυκλοφορία Επανακόλληση Τύρβη Groynes Scour degradation Banks Turbulence flow 532.517 Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάλυση της τυρβώδους ροής σε ορθογωνικό, ανοικτό αγωγό τριών διαστάσεων, στον οποίον ενυπάρχουν εμπόδια της μορφής προβόλων (groynes). Τέτοιου είδους κατασκευές χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλούς ποταμούς ώστε να διατηρείται η επιθυμητή διατομή και το επιθυμητό βάθος ροής αλλά και να αποφεύγεται η διάβρωση των οχθών σε έντονα πλημμυρικά φαινόμενα. Για την επίλυση του προβλήματος αξιοποιήθηκαν οι εξισώσεις RANS, ενώ για το κλείσιμο της τύρβης χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο δύο εξισώσεων και το μοντέλο . Η διαχείριση της ελεύθερης επιφάνειας έγινε με την μέθοδο Volume of Fluid (VOF), ενώ η αριθμητική επίλυση βασίστηκε στην μέθοδο των πεπερασμένων όγκων και πραγματοποιήθηκε με τον εμπορικό κώδικα FLUENT 6.1.2. Για την ροή στον υπό εξέταση αγωγό θεωρήθηκε αριθμός Reynolds , ύψος τραχύτητας τοιχωμάτων και κλίση πυθμένα . Για λόγους ελέγχου της ακρίβειας της αριθμητικής μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε, αρχικά επιλύθηκε η περίπτωση τρισδιάστατου καναλιού ορθογωνικής διατομής χωρίς προβόλους και τα αποτελέσματα που προέκυψαν συγκρίθηκαν με αναλυτικά αποτελέσματα δισδιάστατης ροής (κατακόρυφο επίπεδο) υπεράνω επίπεδου πυθμένα. Τα αποτελέσματα βρέθηκαν σε καλή συμφωνία μεταξύ τους, γεγονός που επιβεβαίωσε την καταλληλότητα της μεθόδου. Για το τρισδιάστατο πρόβλημα με τους εγκάρσιους προβόλους, η ανάλυση έδειξε ότι το διάμηκες προφίλ της ελεύθερης επιφάνειας παρουσιάζει τοπική ταπείνωση στην θέση των προβόλων, ενώ η κατανομή των διατμητικών τάσεων παρουσιάζει μια σημαντική αύξηση στο μέτωπο των προβόλων και μια μείωση κατάντη των προβόλων στον πυθμένα και στο πλαϊνό τοίχωμα συγκριτικά με τις τιμές της διατμητικής τάσης στο κανάλι χωρίς τα εμπόδια. Επιπροσθέτως, παρατηρήθηκε η δημιουργία μιας περιοχής ανακυκλοφορίας της ροής κατάντη κάθε προβόλου. Η επανακόλληση της ροής κατάντη των προβόλων υπολογίστηκε ότι συμβαίνει σε μια απόσταση 11-19 φορές το μήκος του προβόλου πλησίον του πυθμένα ενώ πλησίον της ελεύθερης επιφάνειας αυτή η απόσταση ισούται με 6-7 φορές το μήκος του προβόλου ανάλογα με τον αριθμό και την απόσταση που απέχουν οι πρόβολοι μεταξύ τους. Αξίζει να σημειωθεί επίσης ότι οι τάσεις στο πλαϊνό τοίχωμα και στον πυθμένα στην περιοχή κατάντη των προβόλων παρουσίασαν μειωμένη κατά απόλυτο τιμή συγκριτικά με την περίπτωση του καναλιού χωρίς τα εμπόδια, γεγονός που συνηγορεί στη χρησιμοποίηση των προβόλων για προστασία διάβρωσης του ακτής. This thesis deals with the analysis of turbulent flow in rectangular, three-dimensional open channel, in which inherent cantilever barriers (groynes). Such structures are used in many rivers to maintain the desired cross section and the desired depth of flow and to avoid corrosion of the banks to intense flooding. 2012-12-21T08:50:14Z 2012-12-21T08:50:14Z 2012-09-19 2012-12-21 Thesis http://hdl.handle.net/10889/5716 gr Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Πρόβολοι Παράκτια διάβρωση Ακτές Υδραυλική ροή Ανακυκλοφορία Επανακόλληση Τύρβη Groynes Scour degradation Banks Turbulence flow 532.517 |
| spellingShingle |
Πρόβολοι Παράκτια διάβρωση Ακτές Υδραυλική ροή Ανακυκλοφορία Επανακόλληση Τύρβη Groynes Scour degradation Banks Turbulence flow 532.517 Κουτρουβέλη, Θεοφανώ Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάλυση της τυρβώδους ροής σε ορθογωνικό, ανοικτό αγωγό τριών διαστάσεων, στον οποίον ενυπάρχουν εμπόδια της μορφής προβόλων (groynes). Τέτοιου είδους κατασκευές χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλούς ποταμούς ώστε να διατηρείται η επιθυμητή διατομή και το επιθυμητό βάθος ροής αλλά και να αποφεύγεται η διάβρωση των οχθών σε έντονα πλημμυρικά φαινόμενα. Για την επίλυση του προβλήματος αξιοποιήθηκαν οι εξισώσεις RANS, ενώ για το κλείσιμο της τύρβης χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο δύο εξισώσεων και το μοντέλο . Η διαχείριση της ελεύθερης επιφάνειας έγινε με την μέθοδο Volume of Fluid (VOF), ενώ η αριθμητική επίλυση βασίστηκε στην μέθοδο των πεπερασμένων όγκων και πραγματοποιήθηκε με τον εμπορικό κώδικα FLUENT 6.1.2.
Για την ροή στον υπό εξέταση αγωγό θεωρήθηκε αριθμός Reynolds , ύψος τραχύτητας τοιχωμάτων και κλίση πυθμένα . Για λόγους ελέγχου της ακρίβειας της αριθμητικής μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε, αρχικά επιλύθηκε η περίπτωση τρισδιάστατου καναλιού ορθογωνικής διατομής χωρίς προβόλους και τα αποτελέσματα που προέκυψαν συγκρίθηκαν με αναλυτικά αποτελέσματα δισδιάστατης ροής (κατακόρυφο επίπεδο) υπεράνω επίπεδου πυθμένα. Τα αποτελέσματα βρέθηκαν σε καλή συμφωνία μεταξύ τους, γεγονός που επιβεβαίωσε την καταλληλότητα της μεθόδου.
Για το τρισδιάστατο πρόβλημα με τους εγκάρσιους προβόλους, η ανάλυση έδειξε ότι το διάμηκες προφίλ της ελεύθερης επιφάνειας παρουσιάζει τοπική ταπείνωση στην θέση των προβόλων, ενώ η κατανομή των διατμητικών τάσεων παρουσιάζει μια σημαντική αύξηση στο μέτωπο των προβόλων και μια μείωση κατάντη των προβόλων στον πυθμένα και στο πλαϊνό τοίχωμα συγκριτικά με τις τιμές της διατμητικής τάσης στο κανάλι χωρίς τα εμπόδια. Επιπροσθέτως, παρατηρήθηκε η δημιουργία μιας περιοχής ανακυκλοφορίας της ροής κατάντη κάθε προβόλου. Η επανακόλληση της ροής κατάντη των προβόλων υπολογίστηκε ότι συμβαίνει σε μια απόσταση 11-19 φορές το μήκος του προβόλου πλησίον του πυθμένα ενώ πλησίον της ελεύθερης επιφάνειας αυτή η απόσταση ισούται με 6-7 φορές το μήκος του προβόλου ανάλογα με τον αριθμό και την απόσταση που απέχουν οι πρόβολοι μεταξύ τους. Αξίζει να σημειωθεί επίσης ότι οι τάσεις στο πλαϊνό τοίχωμα και στον πυθμένα στην περιοχή κατάντη των προβόλων παρουσίασαν μειωμένη κατά απόλυτο τιμή συγκριτικά με την περίπτωση του καναλιού χωρίς τα εμπόδια, γεγονός που συνηγορεί στη χρησιμοποίηση των προβόλων για προστασία διάβρωσης του ακτής. |
| author2 |
Δημητρακόπουλος, Αλέξανδρος |
| author_facet |
Δημητρακόπουλος, Αλέξανδρος Κουτρουβέλη, Θεοφανώ |
| format |
Thesis |
| author |
Κουτρουβέλη, Θεοφανώ |
| author_sort |
Κουτρουβέλη, Θεοφανώ |
| title |
Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| title_short |
Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| title_full |
Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| title_fullStr |
Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| title_full_unstemmed |
Τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| title_sort |
τρισδιάστατη αριθμητική προσομοίωση τυρβώδους ροής σε ανοικτό αγωγό με εγκάρσιους προβόλους |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/5716 |
| work_keys_str_mv |
AT koutroubelētheophanō trisdiastatēarithmētikēprosomoiōsētyrbōdousroēsseanoiktoagōgomeenkarsiousprobolous |
| _version_ |
1771297339040858112 |
