Моделирование гидравлических явлений

Моделирование – замена изучения интересующего нас явления в натуре изучением аналогичного явления на модели меньшего или большего масштаба, обычно в спец лабораториях.

Наряду с решением конкретных прикладных задач лабораторные исследования позволяют изучать некоторые общие явления и процессы, способствуя тем самым развитию теории. В лабораториях изучают НДС, несущую способность бет и грунт плотин и их оснований; выбор рацион.компоновки г\у; конструкцию креплений НБ, водопропускных сооружений, обеспечивающих эффективное гашение энергии и отстутсвие сбойных течений; исследование русловых процессов и регуляционных сооружений; изучение фильтрации и фильтр деформаций; изучение свойств материалов.

На гидравлических моделях решаются задачи:

- определение пропускной способности водосбросных и водопропускных сооружений

- исследование гидравлических параметров сопряжений бьефов (скорости, пульсации давления, нагрузки на элементы крепления)

- исследование процессов аэрации и кавитации на водопропускных сооружениях

- определение параметров волновых нагрузок

- исследование русловых процессов (размывов и отложений наносов в бьефах).

Критериальное уравнение имеет вид:

При исследовании неустановившегося движения (волна паводка, волна прорыва) учитывается критерий гомохромности (критерий струхле):

Sh=idem

При исследованиях гидр явлений учитывается влияние относительной шероховатости:

выступ шереховатости,

R- гидравлический ридиус

Однако моделирование гидр явлений с одновременным соблюдением подобия по критериям Фруда, Рейнольдса и Вебера не выполнимо, поэтому при моделировании требуется определить какой из критериев подобия является самым значимым. Если в некоторой области изменение изучаемого параметра окажется, что этим изменениме можно пренебречь, то такая область называется автомодельной. Тогда влияние этого критерия можно пренебречь, а сам процесс моделирования упростится.

При гидр моделировании турбулентных потоков такой областью автомодельности по критериям рейнольдса является зона квадратичного сопротивления.

Зависимость коэффициента гидравлического трения от числа рейнольдса при равномерном движении воды в отрывном русле с равнозернистой шероховатостью.