Πειραματική διερεύνηση επίδρασης του σχήματος μεσόβαθρου στη ροή σε ορθογωνική διώρυγα

Χαλακατεβάκη, Μαρία; Chalakatevaki, Maria

dc.contributor.author	Χαλακατεβάκη, Μαρία	el
dc.contributor.author	Chalakatevaki, Maria	en
dc.date.accessioned	2018-09-10T09:00:08Z
dc.date.available	2018-09-10T09:00:08Z
dc.date.issued	2018-09-10
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47555
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15647
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Μεσόβαθρο	el
dc.subject	Υδραυλική ποταμών	el
dc.subject	Υπερύψωση	el
dc.subject	Γεωμετρία βάθρου	el
dc.subject	Πειραματική διερεύνηση	el
dc.subject	River hydraulics	en
dc.subject	Backwater effect	en
dc.subject	Pier geometry	en
dc.subject	Experimental investigation	en
dc.subject	Bridge pier	en
dc.title	Πειραματική διερεύνηση επίδρασης του σχήματος μεσόβαθρου στη ροή σε ορθογωνική διώρυγα	el
dc.title	Experimental investigation of the effect of the bridge pier shape on the flow in a rectangular channel	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πειραματική υδραυλική	el
heal.classification	Experimental hydraulics	en
heal.classification	Υδραυλική ανοικτών αγωγών και ποταμών	el
heal.classification	Open channel and river hydraulics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-18
heal.abstract	Η σημασία των ανοικτών αγωγών είναι μεγάλη για τον άνθρωπο και τις κατασκευές του, όπως αποδεικνύεται τόσο από την ανάπτυξη των πρώτων μεγάλων αστικών δομών δίπλα στο υδάτινο στοιχείο, όσο και από τα ποικίλα έργα που κατασκευάζονται στη σημερινή εποχή γύρω ή και μέσα σε υδατορέματα. Η κατασκευή των έργων αυτών απαιτεί συχνά την τοποθέτηση εμποδίων μέσα στην κοίτη με αποτέλεσμα τη μεταβολή των υδροδυναμικών χαρακτηριστικών της ροής και την ενίσχυση των αβεβαιοτήτων που διέπουν τη συμπεριφορά των υδάτινων σωμάτων. Ιδιαίτερα στις μέρες μας, οι μεταβολές στην ισορροπία του φυσικού περιβάλλοντος και η επέκταση της ανθρώπινης δραστηριότητας και των τεχνικών έργων επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά και την απόκριση των υδάτινων σωμάτων. Η μελέτη της συμπεριφοράς των φυσικών συστημάτων που βρίσκονται μέσα στην ανθρώπινη σφαίρα επιρροής, όπως τα υδατορέματα, είναι σημαντική όχι μόνο για τη διατήρηση της ισορροπίας τους, αλλά και για την πρόληψη φυσικών καταστροφών και την προστασία της ανθρώπινης ζωής και των κατασκευών. Η τοποθέτηση εμποδίων στη ροή ποταμών, όπως για παράδειγμα βάθρων γεφυρών, μελετάται από ποικίλους ερευνητές εδώ και τρεις αιώνες, γεγονός που αποδεικνύει τόσο τη σπουδαιότητα των κατασκευών αυτών, όσο και τις μεγάλες αβεβαιότητες της ροής αυτής. Η παρούσα εργασία αποτελεί μια πειραματική διερεύνηση της ροής γύρω από μεσόβαθρο με στόχο τη διερεύνηση της επιρροής του σχήματος του βάθρου στα χαρακτηριστικά της ροής. Για το σκοπό αυτό προσομοιώθηκε πειραματικά η ροή γύρω από πέντε διατομές μεσοβάθρων διαφορετικού σχήματος και λήφθηκαν πειραματικές μετρήσεις βάθους ροής και σημειακής ταχύτητας σε επιλεγμένες διατομές για διάφορες συνθήκες ροής. Οι διαφορετικές συνθήκες ροής αφορούν πέντε διαφορετικές παροχές και τέσσερα διαφορετικά ύψη υπερχειλιστή, ο οποίος χρησιμοποιείται για να επιτευχθούν υποκρίσιμες συνθήκες ροής κατάντη του εμποδίου. Η μελέτη της ροής έγκειται στον υπολογισμό της υπερύψωσης της ελεύθερης επιφάνειας στα ανάντη του μεσόβαθρου (backwater effect), της διαφοράς στάθμης στην περιοχή ανάντη και κατάντη του βάθρου, της ειδικής δύναμης, των ενεργειακών απωλειών, της δύναμης και του συντελεστή αντίστασης και της κατανομής ταχυτήτων στον άξονα και σε ένα οριζόντιο επίπεδο ανάντη και κατάντη του εμποδίου. Τα χαρακτηριστικά αυτά παρουσιάζονται με διαγράμματα σε αδιάστατη μορφή για να είναι εφικτή η σύγκριση τους, η εξαγωγή συμπερασμάτων και η πιθανή χρήση τους ως εμπειρικών σχέσεων για την εκτίμηση της ροής. Τέλος, επιχειρήθηκε η αποτύπωση της ελεύθερης επιφάνειας και συγκεκριμένα της διαφοράς στάθμης μεταξύ των σημείων και των επιφανειακών ταχυτήτων με χρήση φωτογραμμετρίας.	el
heal.abstract	Open channel flow is of high importance for human beings and infrastructure as can be deducted from the fact that the first urban centres were developed near water bodies. Nowadays many important structures are constructed next to or within the channel or floodplain of natural waterways. The development of many hydraulic structures requires the placement of obstacles within rivers resulting in alteration of the hydrodynamic flow characteristics and magnification of the uncertainties that regulate the behaviour of river systems. More specifically, the changes in the equilibrium of the natural environment as well as the expansion of human activity and infrastructure, affect the characteristics and the response of water bodies in recent years. The study of the behaviour of natural systems that are under human influence, such as rivers, is important not only for the preservation of nature equilibrium, but also for the prevention of natural disasters and the protection of human life and infrastructure. The placement of obstacles in river flow such as bridge piers has been the subject of study for many researches over the last three centuries. This proves not only the significance of these structures, but also the high uncertainties that propagate through this type of flow. This thesis presents an experimental study of the flow around bridge piers, aiming the influence of pier shape in the flow pattern. For the study purposes, the flow around bridge piers with five different shapes was investigated. The depth of flow as well as the velocity were measured at selected cross-sections, for various flow conditions via point gauge and Pitot tube. The flow was controlled with a sharp crested weir placed at the end of the channel to achieve subcritical flow conditions downstream. Besides the free flow, the weir was set at three more elevations, and for each weir setting experiments were performed for five different channel flow rates, for each pier. The study regards the investigation of the free surface backwater effect (water level increase caused by the presence of bridge piers), including measurement of the difference of flow depth upstream and downstream of the bridge pier, estimation of the specific momentum, the energy losses, the drag force and coefficient, and measurement of the vertical velocity distribution at the axis of the channel and the horizontal velocity distribution at planes perpendicular to the flow direction both upstream and downstream of the pier. The findings are presented through a series of graphs in dimensionless form for comparison, in order to come to conclusions and use them as empirical relationships for the flow estimation. Finally, an attempt was made to measure the three dimensional shape of the free surface via photogrammetric methods upstream and downstream of the pier, that was not successful.	en
heal.advisorName	Παπανικολάου, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Παπακωνσταντής, Hλίας	el
heal.committeeMemberName	Παναγούλια, Διονυσία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	164 σ.
heal.fullTextAvailability	true