PRZYKŁADOWE EKSPERYMENTY PRZEPROWADZONE W KANALE FALOWYM

Prezentacja na temat: "PRZYKŁADOWE EKSPERYMENTY PRZEPROWADZONE W KANALE FALOWYM"— Zapis prezentacji:

1 PRZYKŁADOWE EKSPERYMENTY PRZEPROWADZONE W KANALE FALOWYM
INSTYTUT BUDOWNICTWA WODNEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK PRZYKŁADOWE EKSPERYMENTY PRZEPROWADZONE W KANALE FALOWYM Włodzimierz Chybicki Anna Reda

2 Rodzaje eksperymentów
Badanie własności propagujących się fal: fale olbrzymie (freak waves), propagacja fal długich, propagacja falowania w strefie brzegowej, nabieganie fali, falowanie w kanale portowym z kawernami pochłaniającymi energię falowania, badanie niestabilności Benjamina-Feira, załamanie fal. Do pierwsze grupy zagadnień należy na przykład zbadanie zjawiska fal olbrzymich (freak waves) lub badanie niestabilności falowania. Falowanie w ośrodku niejednorodnym to na przykład falowanie w strefie brzegowej morza, lub falowanie w kanale portowym z kawernami pochłaniającymi energię falowania. Istnieje możliwość przeprowadzenia także innych badań (np. badanie ruchu rumowiska przeprowadzone Przez p. K. Huzarską), z ograniczeniami wynikającymi z istniejących przyrządów pomiarowych i ograniczeń kanału falowego.

3 Rodzaje eksperymentów
Współdziałanie falowania z konstrukcjami: badanie stabilności narzutu kamiennego, wypromieniowanie energii konstrukcji drgającej poprzez fale akustyczne, uderzenie fali w dno poziomego pokładu, falowanie w obecności konstrukcji pływającej, ruch konstrukcji pływającej wywołany falowaniem, transmisja i odbicie falowania od progów podwodnych. Inne wpływ substancji organicznych na ruch rumowiska, badanie wpływu falowania na mieszanie pionowe.

4 Generowanie fal typu Freak waves
Badanie jest dość proste, trudności występują przy modelowaniu numerycznym

5 Badanie zjawiska załamania fali
1 1 c c m m Schemat rozmieszczenia sond i usytuowania budowli w kanale falowym. W celu oceny kryterium załamania fal, analizowano poszczególne klatki filmu w celu określenia prędkości cząsteczek wody w grzbiecie fali. Dane te porównywano z wynikami programu numerycznego. Trzy występujące po sobie klatki z zarejestrowanego filmu, krok czasowy dt=0.04 s.

6 Nabieganie fali na brzeg
Zjawisko nabiegania jest bardzo złożone, gdyż zjawiska zachodzące przy podchodzeniu fali do brzegu są bardzo trudne do opisu i najczęściej dochodzi do załamania fal. Została zbudowana specjalna sonda pomiarowa, umieszczona w dnie mierząca wysokość nabiegania na brzeg. Wysokość nabiegania fal, nawet dla ustalonej amplitudy i długości fali, jest wielkością zmienną. Załamanie fal powoduje, że jest to proces trudny do opisu matematycznego.

7 Stateczność elementów narzutów kamiennych
PhD Research Budowla w odległości 20 m od generatora Głębokość wody hw=0.4 m hw – głębokość wody, b – długość ławeczki, c – wysokość podsypki, WG1..5 – sondy falowe Rdzeń narzutu wykonany był z tłucznia o średnicy D= [m]. Warstwę zewnętrzną stanowiły sklejone ze sobą 2 warstwy szklanych kulek o średnicy D=0.016 [m] i porównywalnej do kamienia gęstości. indicators top layer small gravel Celem badań było określenie sił działających na elementy narzutu kamiennego. Dane eksperymentalne porównano z wynikami obliczeń numerycznych. Podstawową trudnością było określenie prędkości wody w narzucie i określenie sił działających na elementy narzutu.

8 Właściwe przygotowanie doświadczenia
Co chcemy badać? Jak przygotować model fizyczny? Jak wykorzystać posiadane przyrządy? Z jaką częstotliwością zapisywać wyniki? Gdzie ustawić urządzenia pomiarowe, aby uzyskać jak najwięcej informacji?

9 Uderzenie fali o poziomy pokład
Bardzo trudne do analizy doświadczenie – trzy stopnie swobody modelu. Uderzenie fali w dolną część jest uderzeniem hydraulicznym. Konieczność rejestracji ciśnień i przyspieszeń z dużą częstotliwością Trudności modelowania – wiele częstotliwości – częstotliwość fali i trzy częstotliwości drgań własnych modelu fizycznego. Uderzenie hydrauliczne – bardzo wysokie częstotliwości pomiaru ciśnienia i drgań. Bogaty zestaw czujników – trzy akcelerometry, kilka czujników ciśnienia i sondy falowe.

10 Wyniki pomiarów i ich interpretacja.
Doświadczenie przygotowano tak, aby nastąpiło uderzenie fali w dół konstrukcji. Wykres ciśnienia przypomina uderzenie hydrauliczne, a odpowiedź konstrukcji jest w postaci drgań własnych. Jeżeli posiadają one różne częstotliwości, to łatwo je zinterpretować. Interesujący początek ruchu konstrukcji – wiele wysokich częstotliwości, to odrywanie się wody od konstrukcji.