Matematický model a numerická simulace pohybu pevné částice v otevřeném kanále
Cíle projektu
Cílem projektu je sestavení nového matematického modelu a numerické simulace umožňující určit statistické charakteristiky saltačního pohybu pevné částice v otevřeném korytě pro různé hydraulické podmínky. Typický model saltačního pohybu je obvykle založen na 2D Lagrangeově rovnici pohybu sférické částice reprezentované jejím těžištěm. Takový model neumožňuje popis laterální disperze částic ani určení vlivu Magnusovy síly a tvaru částice na saltaci. Pro zpřesnění popisu pohybu částice bude v navrženém modelu pohyb částic uvažován jako 2D i 3D, dále bude zaveden jak kulový tak nekulový tvar částice a také rotace částice kolem těžiště. Výsledná translační rychlost i úhlová rychlost částice po odrazu ode dna bude určena pomocí teorie nepružného odrazu rotující částice na základě parametrů dna, částice a jejího pohybu před nárazem na dno. Pro verifikaci a korekci navrženého modelu budou použity výsledky experimentálního výzkumu pohybu částice v laboratorním žlabu s hladkým i drsným dnem.
Klíčová slova
mathematical modellingnumerical simulationopen channel flowrough bedlateral dispersionparticle motionparticle bed collisionslip velocityBasset forceMagnus forcedrag forceadded mass
Veřejná podpora
Poskytovatel
Akademie věd České republiky
Program
Granty výrazně badatelského charakteru zaměřené na oblast výzkumu rozvíjeného v současné době zejména v AV ČR
Veřejná soutěž
Výzkumné granty 2 (SAV02002-AB)
Hlavní účastníci
Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
—
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Mathematical modelling and numerical simulation of particle laden flow in a channel with smooth and rough bed
Anotace anglicky
The aim of the project is development of a new mathematical model and numerical simulation of particle-laden flow determining statistical properties of solid particle motion in an open channel under different hydraulic conditions. Typical saltation modelinvolves usually 2D Lagrangian equations of spherical particle represented by ist centre of gravity only, it does not allow description of lateral dispersion of particle, to determine correctly Magnus force and to take into account effect of the particle shape on saltation.To define saltation of the particle more precisely, the motion will be considered as 2D and 3D, both spherical and non-spherical particle shape and its rotation will be considered, too. The resulting translational and angular velocites after collision with the bed will be calculated by theory of non-elastic collision of the rotating particle. Laboratory measurements of particle motion in laboratory flume will be used for verification and correction of the model.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
BK - Mechanika tekutin
CEP - vedlejší obor
JM - Inženýrské stavitelství
CEP - další vedlejší obor
—
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
20102 - Construction engineering, Municipal and structural engineering
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
2D i 3D matematický a numerický model saltace rotující kulové i nekulové částice v otevřeném kanále s drsným i hladkým dnem založené na teorii neoružného odrazu ode dna umožňuje určit trajektorie, boční dispersi i koncentraci částic ve svislém profilu.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2002
Ukončení řešení
1. 1. 2005
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
—
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP06-AV0-IA-U/04:2
Datum dodání záznamu
26. 9. 2007
Finance
Celkové uznané náklady
4 132 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
1 647 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
2 485 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
4 132 tis. Kč
Statní podpora
1 647 tis. Kč
39%
Poskytovatel
Akademie věd České republiky
CEP
BK - Mechanika tekutin
Doba řešení
01. 01. 2002 - 01. 01. 2005