2 maart 2004
Techniek
Wervelend water in model gevangen
STW-promovendus Bram van Prooijen heeft tijdens zijn promotieonderzoek
aan de Technische Universiteit Delft een model gemaakt dat de
wervelstructuren in ondiepe wateren beschrijft. Dit model kan
voorspellen hoe de bouw van bruggen de stroming van rivieren
beïnvloedt. Ook kan het nieuwe wervelstructurenmodel helpen bij het
ontwerpen van dijken.
Promovendus Bram van Prooijen maakte een model dat beschrijft hoe
menglagen ontstaan in samenstromende rivieren. Ook modelleerde de
onderzoeker welke patronen er in de menglaag ontstaan onder
verschillende omstandigheden.
De onderzoeker deed numerieke simulaties en maakte analytische
berekeningen van stromingen in samenkomende rivieren. Met de
resultaten maakte hij een beschrijving voor het ontstaan en de
ontwikkeling van de menglaag en de horizontale structuren daarin. Deze
beschrijving gebruikte de onderzoeker als basis voor twee modellen.
Hij maakte een eenvoudig model waarmee snel ruwe schattingen gemaakt
kunnen worden. Ook maakte hij een numeriek model voor een wat meer
gedetailleerde beschrijving.
De promovendus bootste een rivier na in een stroomgoot van drie meter
breed en twintig meter lengte. Hiermee controleerde hij de
voorspellingen van zijn model. De voorspelde gemiddelde snelheid in de
stroomrichting bleek goed overeen te komen met de gemeten
snelheidsverdeling.
Ook voorspelde de onderzoeker met zijn modellen hoe wervels die
ontstaan in de menglaag zich stroomafwaarts verder ontwikkelen.
Wederom kwam het model redelijk overeen met de gemeten waarden.
Ondiepe menglagen ontstaan wanneer twee evenwijdige stromingen met
verschillende snelheden samenvloeien. Dit gebeurt onder andere bij de
samenvloeiïng van rivieren, bijvoorbeeld wanneer een hoofdstroom zich
vertakt naar de uiterwaarden.
Water uit de hoofdgeul, waar de snelheid hoog is, wordt door wervels
die in de menglaag ontstaan naar de uiterwaard getransporteerd. Daar
is de snelheid van het water lager. De breedte van het overgangsgebied
tussen rivier en uiterwaarde heeft invloed op de hoogte van de
waterstand in de uiterwaarde. Als er betere voorspellingen van de
breedte van het wervelgebied beschikbaar zijn, kan daar bij de bouw
van de omliggende dijk beter rekening mee worden gehouden.
Meer informatie bij ir. Bram van Prooijen (TUD, Vloeistofmechanica,
inmiddels werkzaam bij Svasek Hydraulics)
tel. 010 4671361
e-mail prooijen@svasek.com
of bij copromotor Wim Uijttewaal
tel. 015-2781371
e-mail: w.uijttewaal@citg.tudelft.nl.
Promotie 1 maart, promotor prof. dr. ir. J.A. Battjes.
Promovendus Bram van Prooijen onderzocht menglagen in vloeistoffen. Op
deze satellietfoto is de samenkomst van de Padma en de Meghna (en
meerdere zijrivieren) te zien. In de menglagen leiden de grootschalige
wervels voor uitwisseling van water tussen de beide rivieren. Als
indicatie zijn enkele wervels geschetst.
Promovendus Bram van Prooijen maakte een kleurstofvisualisatie van een
ondiepe menglaag in een stroomgoot in het laboratorium.
---
TOP Laatste wijziging: 02-03-2004
Reacties naar: webmaster@stw.nl
Technologie Stichting STW