Διόδευση δυναμικού κύματος σε συμβολή ανοιχτών αγωγών υποκρίσιμης κλίσης

Κουτσός, Γεώργιος; Koutsos, George

dc.contributor.author	Κουτσός, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Koutsos, George	en
dc.date.accessioned	2022-05-11T08:53:28Z
dc.date.available	2022-05-11T08:53:28Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55131
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22829
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ανοιχτοί αγωγοί	el
dc.subject	Μη μόνιμες ροές	el
dc.subject	Συμβολές αγωγών	el
dc.subject	Διόδευση κύματος	el
dc.subject	Ρητό σχήμα υπολογισμού	el
dc.subject	Μέθοδος χαρακτηριστικών καμπυλών	el
dc.subject	Εξισώσεις Saint Venant	el
dc.subject	Unsteady flow	en
dc.subject	Wave propagation	en
dc.subject	Explicit method	en
dc.subject	Method of characteristics	en
dc.subject	Saint Venant equations	en
dc.title	Διόδευση δυναμικού κύματος σε συμβολή ανοιχτών αγωγών υποκρίσιμης κλίσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική υδραυλική	el
heal.classification	Υδραυλική ανοιχτών αγωγών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-11-11
heal.abstract	Οι ροές που παρατηρούνται στην φύση σχεδόν πάντα μεταβάλλουν τα χαρακτηριστικά τους στον χώρο και στον χρόνο. Η μεταβολή αυτή, μπορεί να οφείλεται είτε σε φυσικές διεργασίες (αλλαγή κλίσης πυθμένα, γεωμετρίας αγωγού κ. α.) είτε σε ανθρώπινες παρεμβάσεις (άνοιγμα θυροφράγματος), είτε ακόμα και σε ατυχήματα (κατάρρευση φράγματος). Ο πολιτικός μηχανικός καλείται να μελετήσει τα έργα που απαιτούνται ώστε οι απαιτούμενοι όγκοι νερού να συλλέγονται, να μεταφέρονται και να διατίθενται με ασφάλεια. Είναι λοιπόν σημαντικό, ο μηχανικός και όχι μόνο, να μπορεί να μελετήσει τα χαρακτηριστικά της ροής υπό μη μόνιμες συνθήκες. Οι μέθοδοι ανάλυσης της μη μόνιμης ροής χωρίζονται σε δύο κατηγορίες την υδραυλική και την υδρολογική. Η υδραυλική μέθοδος στηρίζεται στις εξισώσεις συνέχειας, ποσότητας κίνησης και ενέργειας. Οι εξισώσεις αυτές ονομάζονται εξισώσεις Saint Venant. Επειδή η αναλυτική επίλυση αυτών των εξισώσεων είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί, χρησιμοποιούνται αριθμητικές επιλύσεις. Τα αριθμητικά σχήματα που χρησιμοποιούνται για τον σκοπό αυτό, μπορούν να προσεγγίσουν τις αναλυτικές λύσεις των εξισώσεων Saint Venant και να δώσουν μια αξιόπιστη εικόνα των χαρακτηριστικών της μη μόνιμης ροής. Δύο μέθοδοι επίλυσης των εξισώσεων Saint Venant που είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες από τους μελετητές είναι η ρητή μέθοδος επίλυσης και η μέθοδος των χαρακτηριστικών καμπυλών, κάνοντας χρήση πεπερασμένων διαφορών. Τα αριθμητικά σχήματα που προκύπτουν από τις δύο αυτές μεθόδους και χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία είναι το ρητό σχήμα του Lax (Lax Diffusive Scheme) και το σχήμα καθορισμένων διαστημάτων του Hartree (Hartree Scheme). Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η διόδευση κύματος σε πρισματικό αγωγό κυκλικής και ορθογωνικής διατομής, ο οποίος συμβάλει κάθετα με αγωγό αντίστοιχης γεωμετρίας. Η ανάλυση της μη μόνιμης ροής έγινε και με τα δύο αριθμητικά σχήματα (Lax – Hartree) και εξήχθησαν συμπεράσματα για την ακρίβεια των αποτελεσμάτων που αυτά δίνουν, αφού συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα αποτελέσματα που προκύπτουν από το ευρέως χρησιμοποιούμενο πρόγραμμα HECRAS. Παρόλη την ευρεία χρήση τους λόγω της υπολογιστικής ευκολίας τους, και στα δύο σχήματα υπάρχουν προβλήματα ευστάθειας. Ο έλεγχος ευστάθειας γίνεται με την ικανοποίηση του κριτηρίου Courant σε κάθε θέση υπολογισμού των χαρακτηριστικών της ροής. Συγκεκριμένα, σε δευτερεύοντα αγωγό γίνεται διάδοση κύματος που προκύπτει από εισαγόμενο γνωστό υδρογράφημα στην είσοδο του αγωγού. Η διάδοση γίνεται για διάφορες χρονικές και χωρικές διακριτοποιήσεις και για τα δύο αριθμητικά σχήματα. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν συγκρίνονται με τα αποτελέσματα του προγράμματος HECRAS και εξάγονται συμπεράσματα ξεχωριστά για την ευστάθεια των αριθμητικών σχημάτων αλλά και για την ακρίβεια αυτών. Στην συνέχεια, μελετήθηκε η συμπεριφορά της ροής στην συμβολή των αγωγών και το πως αυτή διαταράσσεται ανάλογα με το μέτρο της ειδικής δύναμης ανάντη και κατάντη του συμβαλλόμενου πρωτεύοντα αγωγού. Τέλος, γίνεται διάδοση του νέου κύματος στον πρωτεύοντα αγωγό, που προκύπτει από το υδρογράφημα εξόδου του δευτερεύοντα αγωγού.	el
heal.advisorName	Παπανικολάου, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Μαμάσης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Παπανικολάου, Παναγιώτης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false