Αριθμητική Προσομοίωση Υδραυλικών Μεταβατικών Φαινομένων σε Ανοικτούς Αγωγούς με τη Μέθοδο των Χαρακτηριστικών

Τάταρης, Δημήτριος Α.; Tataris, Dimitrios A.

dc.contributor.author	Τάταρης, Δημήτριος Α.	el
dc.contributor.author	Tataris, Dimitrios A.	en
dc.date.accessioned	2015-01-09T14:45:26Z
dc.date.available	2015-01-09T14:45:26Z
dc.date.issued	2015-01-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40015
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7281
dc.rights	Default License
dc.subject	Ροή με ελεύθερη επιφάνεια	el
dc.subject	Ανοικτός αγωγός	el
dc.subject	Πρισματικός αγωγός	el
dc.subject	Οριακές συνθήκες	el
dc.subject	Αρχική συνθήκη	el
dc.subject	Χαρακτηριστικές	el
dc.subject	Ρητό σχήμα διάχυσης	el
dc.subject	Ευστάθεια	el
dc.subject	Δεξαμενή σταθερής στάθμης	el
dc.subject	Επίπεδο θυρόφραγμα	el
dc.subject	Υπερχειλιστής λεπτής στέψης	el
dc.subject	Εκχειλιστής ελεύθερης υπερχείλισης	el
dc.subject	Μόνιμη ροή	el
dc.subject	Ομοιόμορφη ροή	el
dc.subject	Υποκρίσιμη ροή	el
dc.subject	Μεταβατικό φαινόμενο	el
dc.subject	Κύματα αβαθούς ύδατος	el
dc.subject	Ταχύτητα μετάδοσης κύματος	el
dc.subject	Σύζευξη κυμάτων	el
dc.subject	Free-surface flow	en
dc.subject	Open channel	en
dc.subject	Prismatic channel	en
dc.subject	Boundary conditions	en
dc.subject	Initial condition	en
dc.subject	Characteristics	en
dc.subject	Explicit diffusive scheme	en
dc.subject	Stability	en
dc.subject	Constant-level pool	en
dc.subject	Sluice gate	en
dc.subject	Sharp-crested weir	en
dc.subject	Free-overflow spillway	en
dc.subject	Steady flow	en
dc.subject	Uniform flow	en
dc.subject	Subcritical flow	en
dc.subject	Transient	en
dc.subject	Shallow-water waves	en
dc.subject	Celerity	en
dc.subject	Wave coupling	en
dc.title	Αριθμητική Προσομοίωση Υδραυλικών Μεταβατικών Φαινομένων σε Ανοικτούς Αγωγούς με τη Μέθοδο των Χαρακτηριστικών	el
dc.title	Numerical Simulation of Hydraulic Transients on Open Channels with the Method of Characteristics	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Hydraulic transients	en
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85063345
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2004-10-05
heal.abstract	Στην πλειοψηφία των υδραυλικών έργων μεγάλης κλίμακας απαντώνται ανοικτοί αγωγοί, όπου η ροή του νερού παρουσιάζει ελεύθερη επιφάνεια ευρισκόμενη κάτω από ατμοσφαιρική πίεση. Η παρούσα Διπλωματική Εργασία σκοπό έχει τη μελέτη των Υδραυλικών Μεταβατικών Φαινομένων που αναπτύσσονται σε πρισματικούς ανοικτούς αγωγούς από σκυρόδεμα κατά το κλείσιμο επίπεδου θυροφράγματος οξείας αιχμής, αλλά και μετά το πλήρες κλείσιμο αυτού. Οι εξεταζόμενοι ανοικτοί αγωγοί είναι ορθογώνιας ή τραπεζοειδούς διατομής διαφόρων πλευρικών κλίσεων. Το κλείσιμο του επίπεδου θυροφράγματος μπορεί να είναι απότομο, γρήγορο ή αργό. Συγκεκριμένα, εξετάζονται δύο περιπτώσεις: 1. Μεταβατικό φαινόμενο σε ανοικτό αγωγό με ανάντη δεξαμενή σταθερής στάθμης και κατάντη επίπεδο θυρόφραγμα, για διάφορα αρχικά βάθη ροής και αρχικές παροχές. 2. Μεταβατικό φαινόμενο σε ανοικτό αγωγό με ανάντη επίπεδο θυρόφραγμα και κατάντη εκχειλιστή ελεύθερης υπερχείλισης, για διάφορες πλευρικές κλίσεις του ανοικτού αγωγού και αρχικές παροχές. Στη δεύτερη περίπτωση μπορεί να θεωρηθεί η ύπαρξη ρυθμιστικών πτερυγίων στροβίλου αντί επίπεδου θυροφράγματος, με τον ίδιο νόμο κλεισίματος. Αρχικά, στον υπό εξέταση ανοικτό αγωγό επικρατεί μόνιμη ομοιόμορφη υποκρίσιμη ροή. Κατά το κλείσιμο του επίπεδου θυροφράγματος προκαλούνται κύματα αβαθούς ύδατος τα οποία ταξιδεύουν στον ανοικτό αγωγό και ανακλώνται ως ένα βαθμό όταν φτάνουν στα άκρα του. Το μεταβατικό φαινόμενο συνεχίζεται και μετά το πλήρες κλείσιμο του επίπεδου θυροφράγματος, περιλαμβάνοντας κύματα αβαθούς ύδατος. Επίσης, είναι δυνατή η σύζευξη κυμάτων κατά τη διάρκεια αυτού του φαινομένου. Κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις εξετάζεται ως ένα δισδιάστατο πρόβλημα. Η υπολογιστική μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την αριθμητική προσομοίωση του μεταβατικού φαινομένου είναι η Μέθοδος των Χαρακτηριστικών σε συνδυασμό με το ρητό αριθμητικό σχήμα διάχυσης του Lax όσον αφορά τους εσωτερικούς κόμβους του εκάστοτε δισδιάστατου προβλήματος. Η υλοποίηση αυτής της μεθόδου έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού FORTRAN 77, γλώσσα εύχρηστη σε ό,τι αφορά μαθηματικά προβλήματα.	el
heal.abstract	Open channels, where water flow shows free surfaces when under atmospheric pressure, occur in the majority of large scale hydraulic projects. The aim of the present Dissertation is to study the Hydraulic Transients which appear to prismatic concrete open channels not only during the closing of sharp-edged sluice gates, but even afterwards when they are completely closed. The examined open channels include rectangular or trapezoidal cross-sections of various side slopes. The closing of the sluice gate could be abrupt, fast, or slow. In particular, two cases are examined: 1. Transient in open channel with upstream constant-level pool and downstream sluice gate for various initial flow depths and discharges. 2. Transient in open channel with upstream sluice gate and downstream free-overflow spillway for various open channel side slopes and initial discharges. In the second case, the existence of turbine adjustable blades could be considered instead of a sluice gate, with the same closing law. Initially, steady uniform subcritical flow prevails in the examined open channel. In the closing of the sluice gate, shallow-water waves are generated which then travel to the open channel and are reflected to some degree when they reach the ends. The transient continues after the full closing of the sluice gate, including shallow-water waves. Also, wave coupling is possible during this phenomenon. Any of the above cases is examined as a two-dimensional problem. The computational method used for the numerical simulation of the transient is the Method of Characteristics combined with Lax explicit computational diffusive scheme regarding the interior nodes of each two-dimensional problem. The implementation of this method was developed in FORTRAN 77 programming language, a user-friendly language when dealing with mathematical problems.	en
heal.advisorName	Παπαντώνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Παπαντώνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσαγγάρης, Σωκράτης	el
heal.committeeMemberName	Αναγνωστόπουλος, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	360 σ.
heal.fullTextAvailability	true