MODELLIERUNG DER STRÖMUNG IN LAMINA KOSTENLOS AUF NATÜRLICHE KANÄLE. ANALYSE INTEGRIERT MIT BLAUPAUSEN ENDLICHE VOLUMEN IN EIN ZWEI DIMENSIONEN.Autor:
BLADE CASTELLET ERNEST.
Jahr:
2005.
Universität:
POLITÉCNICA DE CATALUÑA [
www.upc.edu].
Ort der Lesung: EDIFICI C-1, AULA 002-CAMPUS NORD.
Ort der Vorbereitung: ETSECCPB, EDIFICI C2 Campus NORD.
Inhaltsangabe: Verständnis für die hydraulische Verhalten von Flüssen während der Überschwemmungen ist von entscheidender Bedeutung für die Lösung einer Vielzahl von Problemen der Wasser- und Fluss Dynamik als Flut Mapping, Böschungen und hydraulische Strukturen, streambank Stabilisierung, der Damm brechen Studien, Fluss Rehabilitation, oder die Risikobewertung in außergewöhnlichen Niederschlag. Das ist der Grund für das Studium instationären offenen Kanal fließen in unregelmäßigen Geometrien durch die Entwicklung der numerischen Simulation. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Erzeugung Werkzeuge für die mathematische Modellierung instationären offenen Kanal fließen in unregelmäßigen Geometrien, die als natürliche Flüsse sind. Die entwickelten numerischen Verfahren sollen in der Lage sein richtig simulieren diskontinuierlichen fließt (vorne Wellen, hydraulische Sprünge, transcritical fließt), während eine echte Flut in den meisten Flüssen, vor allem in den Mittelmeerländern. Explizite numerische Systeme, basierend auf der Finite Volumen Technik, für die Auflösung des Saint Venant Gleichungen in konservativer Form entwickelt werden. Dieser Schock Aufzeichnung Systeme eignen sich am besten für die Simulation von Strömungen mit Diskontinuitäten. Die entwickelten Systeme sind hohe Auflösung Systeme: zweiter Ordnung Genauigkeit Strömung weg von Unstetigkeitsstellen, nicht falsche Schwingungen und keine zusätzlichen Verlustleistung (wie bei erster Ordnung Systeme) um sie herum. Flow Muster in Flüssen, hängt von ihrer Geometrie. Wenn es gibt eine vorherrschende Strömung Richtung ein Ansatz verwendet werden kann, aber auch andere Zeiten (Fluss Zusammenflüsse, Luftstrom um Strukturen, zusammengesetzte Kanäle, Fluss Überlauf Kanal) ein zweidimensionales Ansatz erforderlich ist. Diese letzte ist teurer als noch topographische Daten, Modell Entwicklung ist komplex, und die Rechenleistung ist größer. Neue Methoden für die ein- und zweidimensionale Modellierung entwickelt werden, sondern auch beide Ansätze integriert wurden, um zu können Modell große Bereiche mit einem Ansatz, wenn es genug, und ein zweidimensionales ein, wenn es erforderlich ist oder durch die Strömung Geometrie Eigenschaften. Auf diese Weise die Effizienz der bestehenden Modellierung Methoden verbessert worden ist. Aufgrund der besonderen Merkmale von Saint - Venant Gleichungen, Modellierung Methoden, die auch für andere hyperbolische Gleichungen kann es zu Fehlern wichtig. In einer Dimension und unregelmäßige Geometrien, der Fluss Vektor der Gleichungen hat eine räumliche Abhängigkeit von der Geometrie Variationen. Eine Methode, die zu berücksichtigen ist, dass die Abhängigkeit entwickelt. , Die zusammen mit einer korrekten Behandlung der Quelle Begriff Gleichungen, die ein ausgewogenes Verhältnis bestimmter mit dem Begriff der Rest der Gleichungen, die zu einer dreidimensionalen hoher Auflösung für irreguläre Geometrien. Ähnliche Regelungen in der bekannten früheren Arbeiten wurden nicht in der Lage, zusammen zu Steady-State Lösungen oder, wenn sie es taten, sie nicht zusammen auf die richtige ein. Ein ausgewogenes Verhältnis der discrtetised Quelle Begriff wird auch in zwei Dimensionen. Also, Netz- und Trocknen von der Domain und Niederschlag Eingänge sind implementiert. In einer solchen Art und Weise, die entwickelte Modell kann auch als ein hydrologischen verteilte Niederschläge - Stichwahl Modell Umwandlung in eine voll integrierte hydraulische Modell. Die Domain Diskretisierung kann mit Hilfe von Dreiecken oder quadrilaterals, und das gesamte System wurde in einer benutzerfreundlichen vor und nach dem Prozess. Hohe Auflösung Systeme sind in eine mathematische Theorie, die ist nur gültig für hyperbolische Gleichungen viel einfacher als Saint Venant Gleichungen. Aus diesem 8 Grund 3b5 eine umfassende Überprüfung der Methodik durchgeführt wird. Überprüfung erfolgt mit Vergleich gegen Probleme mit der analytischen Lösung, andere numerische Modelle und Labor Experimente. Schließlich, einige reale Anwendungen der Methode für die Ingenieur- und Fluss Dynamik Probleme werden vorgestellt.
