Hidravlični modeli

Večina hidrotehničnih objektov je zelo zahtevnih in dragih, zato lahko zelo majhna napaka pri projektiranju ali gradnji povzroči veliko škode in stroškov. Takšne napake lahko povzroči nepopolno poznavanje pojava ali neustrezno vrednotenje njegovega vpliva. Za pridobitev točne slike pojava in za natančno določitev njegovega vpliva na projektirane ureditve in objekte zato inženirji uporabljamo pojavu ustrezne hidravlične študije in hidravlične raziskave. Hidravlične raziskave se uporabljajo pri reševanju kompleksnih hidravličnih problemov, ki lahko nastopijo na področjih kot so: energetika, poplavna zaščita, urejanje vodotokov, oskrba z vodo, odvajanje odpadnih voda, ureditev pristanišč in obale, projektiranje plovil, ribištvo itd, za katere nimamo na voljo enostavnih analitičnih rešitev.  Za reševanje takšnih hidravličnih problemov se uporabljajo različni hidravlični modeli.

Hidravlični modeli najpogosteje obravnavajo:

  • pregrade, jezove, prelive, zapornice, podslapja, prehode za vodne organizme
  • naravna in umetna korita vodotokov, kanale, mostni opornike, jezbice, pragove
  • zajetja, črpališča, cevovode, ventile, prepuste, vodostane
  • premeščanje plavja in plavin
  • transport toplote in polutantov
  • valove: poplavne, obratovalne, porušitvene

Hidravlični modeli so lahko fizični (tj. fizično zgrajeni), numerični (računalniške simulacije), ali hibridni (hkratna uporaba fizičnega in numeričnega modela).

Fizični in numerični modeli imajo številne skupne značilnosti:

 
korak FIZIČNI MODEL NUMERIČNI MODEL
 1   definicija problema
 2  zahteve podobnosti sistem enačb
 3   formulacija robnih pogojev
 4 izgradnja modela računska mreža
 5   umerjanje
spreminjanje hrapavosti prilagajanje koeficientov
 6  meritve izračuni simulacij
7 optimizacija rešitev
 8   prenos rezultatov modela v naravo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obe vrsti modelov imata določene omejitve:

 
FIZIČNI MODEL NUMERIČNI MODEL
 velikost laboratorija računalniški spomin
 kapaciteta črpalk računski čas
energijska višina (črpališče) sistem enačb (nepopolni)
modelna podobnost modeli turbulence
površinska napetost natančnost predpostavk
 viskoznost koeficienti
 hrapavost  ločljivost
 merilne metode  numerična stabilnost
 razpoložljivi robni in začetni pogoji