Institute of Hydro-Engineering
of Polish Academy of Sciences

Messages from category "eksperymenty"

Nazwa instytucji:
Zakład Mechaniki Falowania i Dynamiki Budowli
Instytut Budownictwa Wodnego PAN
Osoba do kontaktu:
Dr hab. inż. Wojciech Sulisz, mgr. Dawid Majewski
sulisz@ibwpan.gda.pl, d.majewski@ibwpan.gda.pl
Telefon / fax: +48 58 522 29 37/38, +48 58 552 42 11
Tytuł eksperymentu:
Analiza wpływu koncentracji energii falowej na wzmocnienie falowania w kolumnie oscylacyjnej
Cel eksperymentu:
Weryfikacja modelu teoretycznego w kontekście badań nad metodami pozyskiwania energii falowej
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):

Zakres eksperymentu obejmuje przeprowadzenie testów laboratoryjnych, w celu zbadania wpływu zmiany geometrii kanału falowego na wzmocnienie falowania w kolumnie oscylacyjnej. Kolumna oscylacyjna będzie w przekroju prostokątna o wymiarach 30x20 cm. Zmiana geometrii kanału polega na wstawieniu progu podwodnego o zmiennej wysokości i zwężeniu jednej ściany bocznej. Pozwoli to skoncentrować energię falowania na mniejszej powierzchni. W celu uniknięcia wpływu procesów nieliniowych falowania podczas pomiarów kolumna oscylacyjna umieszczona będzie nad progiem w rejonie zmiany geometrii kanału. Pomiary zostaną wykonane za pomocą sprzętu znajdującego się na wyposażeniu laboratorium hydraulicznego IBW PAN. Trzy sondy falowe będą umieszczone przed miejscem zmiany geometrii kanału, trzy kolejne sondy wewnątrz kolumny oscylacyjnej. Pomiary zostaną wykorzystane do określenia wielkości energii, jaką można pozyskać dzięki wykorzystaniu energii falowej.

Do pomiarów wychylenia swobodnej powierzchni wykorzystane zostaną trzy sondy falowe umieszczone przed miejscem zmiany geometrii kanału uzyskanej przez wstawienie progu podwodnego i zwężenie kanału w płaszczyźnie poprzecznej do kierunku falowania. Trzy kolejne sondy umieszczone zostaną wewnątrz kolumny oscylacyjnej umieszczonej nad progiem w rejonie zmiany geometrii kanału.

Proponowany termin realizacji: 11.07 – 05.08 2011


Nazwa instytucji:
Politechnika Gdańska
Osoba do kontaktu:
Joanna Kasprzyk
kasprzyk.joanna@wp.pl
(+48)607404943
Tytuł eksperymentu:
Pomiar prędkości cieczy wywołanej mechanicznie generowanymi falami powierzchniowymi.
Cel eksperymentu:
Pozyskanie danych do weryfikacji modelu teoretycznego
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):

Przeprowadzenie testów laboratoryjnych dla fal z zakresu 0,5

Wykorzystany zostanie sprzęt pomiarowy znajdujący się na wyposażeniu laboratorium hydraulicznego IBW PAN. Jest to układ umożliwiający pomiar dwuwymiarowego pola prędkości cząstek cieczy w badanym obszarze, tzw. “Advanced PIV System for Quantitative Flow Field Analysis FlowMaster”. System PIV dostarcza informacji przestrzennej odnośnie wartości i kierunków wektorów prędkości. Jednocześnie badane będzie wychylenie swobodnej powierzchni przy wykorzystaniu sond falowych. Pomiary zostaną wykonane w ustalonych odległościach od generatora oraz w dwóch płaszczyznach po szerokości kanału.

Uzyskane dane posłużą do weryfikacji analitycznego modelu generacji i propagacji fal w kanale falowym z uwzględnieniem tłumienia.


Nazwa instytucji:
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Osoba do kontaktu:
Adam Krupiński, dr inż.
krupina@zut.edu.pl
091 449 48 49
Tytuł eksperymentu:
Badania transportu rumowiska i pola prędkości na potrzeby modyfikacji wzorów Ackersa-White’a do określania transportu rumowiska w ruchu falowym.
Cel eksperymentu:
Planowany eksperyment ma być kolejnym elementem badań nad zagadnieniem ruchu rumowiska, prowadzonych w Katedrze Geotechniki, ZUT od ponad dwudziestu lat. We wcześniejszych badaniach najczęściej wykorzystywano zmodyfikowany i zweryfikowany do warunków lokalnych wzór Ackersa-White’a. Autorzy tej metody jako podstawowy czynnik decydujący o wielkości strumienia rumowiska przyjęli stosunek średniej prędkości przepływu do prędkości dynamicznej. Przyjmując logarytmiczny rozkład prędkości i określanie prędkości dynamicznej zgodny z formułą Prandtla oraz zastępując grubość warstwy dennej stosunkiem głębokości koryta do średnicy zastępczej materiału dennego. W planowanym eksperymencie przyjęto, iż prowadząc pomiar strumienia rumowiska przemieszczonego w wyniku falowania monochromatycznego, możliwe będzie powiązanie wyżej opisanych parametrów wiodących dla obliczeń ruchu rumowiska z parametrami ruchu falowego jak prędkość czoła fali, amplituda i długość fali w różnych warunkach głębokości średniej. Wstępna analiza możliwości takiej modyfikacji zakłada, iż porównując wyniki pomiarów strumienia rumowiska w ruchu falowym z obliczeniowymi parametrami jak dla ruchu ustalonego generującego taki sam strumień rumowiska możliwa będzie transformacja prędkości średniej i prędkości dynamicznej w ruchu ustalonym do prędkości średniej czoła fali i prędkości dynamicznej w ruchu falowym dla pojedynczej fali. Dodatkowo możliwe jest włączenie do planowanych badań i modyfikacji modeli autorów innych eksperymentów, których prace pozwolą na wyznaczenie prędkości warstwy dennej ruchomego dna lub określenie prędkości przydennych za pomocą pomiarów PIV. Dla tak postawionych założeń konieczna jest zabudowa koryta platformą umożliwiającą symulację ruchomego dna z pułapką piaskową, umożliwiającą pomiar masy rumowiska przemieszczonej dla założonej ilości cykli (ok. 20-50 cykli dla każdej serii pomiarowej). Platforma winna niwelować wpływ prądów wstecznych aby możliwe było powiązanie parametrów ruchu rumowiska jedynie z parametrami fali. Ponieważ jednym z podstawowych elementów wpływających na transport rumowiska jest głębokość tym samym przyjęto wykonanie platformy w sposób umożliwiający zmianę jej położenia w stosunku do głębokości średniej w korycie. Przyjęto wykonanie pomiarów dla 3-7 różnych głębokości średnich. Dla każdej ustawionej głębokości przyjęto pomiar masy przemieszczonego rumowiska (pobór z pułapki piaskowej z określeniem masy po wysuszeniu) dla różnych parametrów fali – np. wyrażonych stosunkiem L/h=4, 6, 8, 10. Dla potrzeb weryfikacji rozkładu prędkości wody w pionie przyjęto iż w trakcie badania ruchu rumowiska określana będzie prędkość wody przy dnie oraz prędkość średnia. Dla określenia prędkości dennych wystarczający będzie pomiar wektora prędkości w pojedynczych punktach koryta nad modelowym rumowiskiem za pomocą np. prędkościomierza ADV. Dla określenia prędkości średniej i jej zmiany w jednym cyklu przejścia fali przyjęto pomiar całego pola prędkości w przekroju pionowym np. za pomocą zestawu PIV. Do celów określenia wyżej opisanych prędkości średniej i przy dnie wystarczający będzie pomiar dla ok. dwóch- trzech następujących po sobie cykli przejścia fali w środku każdej serii pomiarowej (przykładowo pomiar prędkości w 25-27 cyklu dla pomiarów rumowiska łącznie przetransportowanego w ciągu 50cykli). Obok pomiarów rozkładu prędkości możliwe jest ich określenie za pomocą modeli matematycznych jakie będą weryfikowane w innych eksperymentach.
Opis stanowiska badawczego :
Do wykonania eksperymentów konieczne jest koryto falowe z możliwością założenia ustalonych parametrów fali i utrzymania ich na niezmiennym poziomie w ciągu trwania założonej długości serii. W korycie przyjęto wbudowanie poziomej platformy o możliwie niewielkiej grubości i możliwie największej sztywności (np. płyta z tworzywa sztucznego lub z blachy stalowej) montowanej na stelażu umożliwiającym zmianę jej położenia w stosunku do ustalonego poziomu zwierciadła wody. Platforma będzie wypełniona na całej powierzchni warstwą piasku jednorodnego (średnica 0,25-0,50mm). Krawędź napływowa na płytę wykonana w sposób możliwie najskuteczniej niwelujący wpływ rozbijania fali na rozkłady prędkości. Początkową grubość warstwy piasku w eksperymencie przyjęto nie mniejszą niż 5-10 krotność średnicy reprezentatywnej ziaren (ok. 3-5cm). Pułapka piaskowa do pomiaru masy przetransportowanego rumowiska w każdej serii pomiarowej winna być zamontowana w środku i na końcu modelowego ruchomego dna tak aby możliwy był pomiar masy przetransportowanego rumowiska w kierunku przepływu fali oraz rumowiska przetransportowanego w kierunku zgodnym i przeciwnym do kierunki czoła fali. Pułapki piaskowe przyjęto wykonane z metalowego korytka o szerokości ok. 3cm i głębokości nie większej jak grubość warstwy piasku, montowane na platformie na zatrzask tak aby w trakcie pomiarów nie ulegało przesunięciu i odkształceniu i pozwalało na swobodny demontaż wraz ze zgromadzonym materiałem po zakończeniu każdej serii. Szczegóły proponowanej zabudowy koryta platformą do pomiaru rumowiska wg odrębnych rysunków.
Opis aparatury koniecznej do realizacji eksperymentu:
- Suszarka laboratoryjna i waga laboratoryjna (dokładność 0,1g) – zapewniona przez KG, ZUT
- prędkościomierz ADV
- zestaw PIV
- układ koryta falowego wraz z podstawową aparaturą zadającą i kontrolującą parametry ruchu falowego.
Ilość osób przewidywana do przeprowadzenia eksperymentu:
- autor eksperymentu
- osoby związane z obsługą koryta falowego
- obsługa prędkościomierza i zestawu PIV
Planowane publikacje (w jakim czasopiśmie):
Materiały konferencyjne z cyklu Regionalne Problemy Inżynierii Środowiska Dolnej Odry. Publikacja w „Inżynieria Morska i Geotechnika”

Nazwa instytucji:
Instytut Budownictwa Wodnego PAN
Zakład Mechaniki i Inżynierii Brzegów
Osoba do kontaktu:
Jarosław Kapiński, dr inż.
kapinski@ibwpan.gda.pl
058-522-29-54
Tytuł eksperymentu:
Modelowanie nabiegania fal i ruchu osadów na skarpie
Cel eksperymentu:
Analiza nabiegania stojących fal typu Lagrange’a i Eulera na skarpę sztywną i piaszczystą oraz wywołanego nimi transportu osadów
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):

Modelowanie ruchu wody na sztywnej skarpie dla stojących fal typu Lagrange’a i odpowiadających im fal typu Eulera (analiza parametrów hydrodynamicznych).

Modelowanie ruchu wody i osadów na piaszczystej skarpie dla stojących fal typu Lagrange’a i odpowiadających im fal typu Eulera (analiza zmian batymetrycznych, transportu osadów i jego wysortowywania).


Nazwa instytucji:
Instytut Nauk Podstawowych Technicznych
Wydział Mechaniczny
Akademia Morska w Szczecinie
Osoba do kontaktu:
Zenon Grządziel, dr inż.
z.grzadziel@am.szczecin.pl
tel. 91 480 94 08, fax 91 480 95 75
Tytuł eksperymentu:
Badania eksperymentalne modelowego stanowiska do tłumienia fal wodnych
Cel eksperymentu:
Potwierdzenie założeń teoretycznych o kompensacji falowania na urządzeniu tłumiącym. Optymalizacja efektu tłumienia.
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):
Rejestracja zachowania się fal wodnych przed i za urządzeniem tłumiącym. Uzyskanie obrazu zachowania się fal w obrębie urządzenia. Ocena wielkości tłumienia fal wodnych.

Nazwa instytucji:
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Nauk Technicznych,
Katedra Budownictwa i Konstrukcji Budowlanych
Osoba do kontaktu:
Szymon Sawczyński mgr inż.
sz.sawczynski@uwm.edu.pl
895 234 740
Tytuł eksperymentu:
Transport i segregacja osadów piaszczystych oraz zmiany batymetrii w wyniku falowania monochromatycznego.
Cel eksperymentu:
Określenie zmian batymetrii i rozkładów uziarnienia osadów budujących dno w danych warunkach falowych.
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):

Przeprowadzenie trzech testów laboratoryjnych dla różnych parametrów fali monochromatycznej z ciągłym pomiarem dna (zmian batymetri) oraz poborem próbek osadu.

Uzyskanie danych, które posłużą do weryfikacji matematycznego modelu transportu i segregacji osadów w obrębie torów podejściowych do portów.

Otrzymane dane spodziewanych zmian batymetrii i rozkładów uziarnienia osadów piaszczystych budujących dno zostaną wykorzystane w pracy doktorskiej.

Ponadto, wyniki otrzymane z przeprowadzonego eksperymentu wykorzystane zostaną w celu uzupełnienia danych z przeprowadzonego w ramach projektu „Sandpit” w laboratorium w Delft Hydraulics testu dotyczącego zmian batymetrii oraz danych terenowych pomierzonych w obrębie toru podejściowego do portu w Łebie.


Nazwa instytucji:
Instytut Budownictwa Wodnego PAN
Zakład Mechaniki Falowania i Dynamiki Budowli
Osoba do kontaktu:
Aneta Dargacz, mgr
aneta.dargacz@ibwpan.gda.pl
58 522 29 38
Tytuł eksperymentu:
Generacja i propagacja fali poprzecznej w basenie falowym
Cel eksperymentu:
Analiza i doświadczalna weryfikacja modelu numerycznego
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):

Na jednym z końców klapy generatora zamocowana zostanie płyta o długości odpowiadającej szerokości kanału, wychylająca się ruchem wahadłowym w obie strony z niewielką, lecz stałą amplitudą. Poprzez taką modyfikację w kanale zostanie wygenerowana fala rozchodząca się pod pewnym kątem w poprzek jego przekroju.

Przedstawiony eksperyment pozwoli zweryfikować doświadczalnie trójwymiarowy model numeryczny propagacji fal w basenie falowym.


Nazwa instytucji:
Instytut Oceanografii, Zakład Geologii Morza
Osoba do kontaktu:
Agnieszka Kubowicz-Grajewska, mgr
gyttia@wp.pl
663 891 151
Tytuł eksperymentu:
Badanie transformacji falowania nad progiem podwodnym.
Cel eksperymentu:
Celem eksperymentu jest zbadanie efektywności działania progów podwodnych chroniących klif w Gdyni Orłowie.
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):

W ramach planowanego eksperymentu w kanale falowym zostanie umieszczony model istniejącego progu podwodnego znajdującego się w podbrzeżu klifu orłowskiego.

Przewiduje się wykonywanie pomiarów parametrów falowo-prądowych w sąsiedztwie progu. W kanale falowym zostaną wygenerowane fale o parametrach zbliżonych do falowania występującego na wodach Zatoki Gdańskiej

Przyrządami pomiarowymi wykorzystywanymi w badaniach będą sondy falowe umieszczone przed i za progiem służące rejestracji przebiegu falowania, prądomierze i system PIV wykorzystane do rejestracji rozkładów prędkości przepływu wody w okolicy progu podwodnego.

Spodziewanym wynikiem przeprowadzonych pomiarów ma być określenie efektywności oddziaływania progów podwodnych w aspekcie ochrony brzegu morskiego w Gdyni Orłowie. Dodatkowym spodziewanym rezultatem ma być opracowanie wytycznych sugerujących, w jaki sposób można by poprawić efektywność funkcjonowania progów podwodnych w Gdyni Orłowie.


Nazwa instytucji:
Instytut Budownictwa Wodnego PAN
Osoba do kontaktu:
Anna Reda, mgr
areda@ibwpan.gda.pl
58 522 29 05
Tytuł eksperymentu:
Pomiar pola prędkości przy użyciu PIV do porównań z modelem teoretycznym.
Cel eksperymentu:
Zakres eksperymentu (opis planowanych badań i spodziewanych wyników):
- Planuje się wykonanie pomiarów prędkości dla wybranych warunków falowych. Generowane będzie falowanie o zadanych charakterystykach. W rezultacie przeprowadzonego eksperymentu określone zostanie pole prędkości, które posłuży do porównań z wynikami z obliczeń teoretycznych. Zaletą wykorzystania systemu PIV do tego typu pomiarów, w porównaniu z punktowymi pomiarami prędkości przy użyciu prędkościomierzy ADV, jest uzyskanie wyników zawierających znacznie więcej informacji dotyczących wartości i kierunków wektorów prędkości (informacja przestrzenna – pole prędkości).
Opis stanowiska badawczego:
W odległości 19 m od generatora zostanie umieszczone zostanie stanowisko pomiarowe (system PIV oraz prędkościomierz ADV), zaś wzdłuż kanału zostaną zainstalowane sondy falowe w odpowiedniej sekwencji.
Opis aparatury koniecznej do realizacji eksperymentu:
- Suszarka laboratoryjna i waga laboratoryjna (dokładność 0,1g) – zapewniona przez KG, ZUT
- prędkościomierz ADV
- zestaw PIV,
- układ koryta falowego wraz z podstawową aparaturą zadającą i kontrolującą parametry ruchu falowego.
Planowane publikacje (w jakim czasopiśmie):
Wyniki pomiarów zostaną wykorzystane w rozprawie doktorskiej.