Meistarafyrirlestur í vélaverkfræði-Rebecca Anne Jones

Meistaranemi: Rebecca Anne Jones

Heiti verkefnis: Hönnun krapaflóðavarna: Straumfræðileg líkangerð

___________________________________________

Deild: Iðnaðarverkfræði, vélaverkfræði og tölvunarfræðideild 

Leiðbeinandi: Halldór Pálsson, prófessor við Iðnaðarverkfræði, vélaverkfræði og tölvunarfræðideild 

Einnig í meistaranefnd: Ásdís Helgadóttir, lektor við Iðnaðarverkfræði, vélaverkfræði og tölvunarfræðideild 

Prófdómari: Vigfús Arnar Jósefsson, vélaverkfræðingur hjá Verkís

Ágrip

Vegna manntjóns nærri áhættusvæða snjóflóða og krapaflóða er mikilvægt að skilja hegðun þeirra og hvernig snjóflóðaveggir hafa áhrif á flæði þeirra. Í fyrra verkefni var smíðuð smækkuð hallandi renna sem kannaði mismunandi hannanir snjóflóðavarna (Ágústsdóttir 2019).

Í þessu verkefni voru þær tilraunaniðurstöður nýttar til þess að staðfesta niðurstöður úr tvívíðum tölulegum hermunum, því vitað er að slík líkön geta verið ónákvæm og óáreiðanleg. Forritið OpenFOAM, var notað til þess að smíða reikninet, skilgreina jaðarskilyrði og reikna eiginleika flæðisins til þess að framkalla flæði með háa Reynoldstölu líkt og í tilraununum.

Samanburður á hraða, flæðisþykkt, hæð hæstu skvetta og straumstökkshæðar líkans og tilrauna var notaður til þess að fá sem bestu samsvörun milli líkans við tilrauna. Stærð sella 0.05 m x 0.025 m og hrýfi 0.002 m gaf bestu samsvörun. Þá voru skoðaðir varnargarðar með sömu uppsetningu og í tilraununum. Samanburður líkans og tilrauna sýndu að 95 ◦ stífla gaf líkustu niðurstöður og 34° stífla ólíkustu niðurstöður. Að undanskilinni hæstu hæð skettu var tilfellið með tveimur litlum stíflum einnig líkt í tilraunum og líkani.

Þetta verkefni sýndi að tvívíð töluleg nálgun getur á nákvæman hátt spáð fyrir um hraða og Froude tölu flæðis en á erfitt með að spá fyrir um hæð hæstu skvetta og hæð straumstökks. Slíkt líkan má því nýta til að finna hraðan og Froude tölu krapaflóða á fljótlegan og ódýran máta.