Het gebruik van lucht voor de bestudering op modelschaal van stromingen in water

Het gebruik van lucht voor de bestudering op modelschaal van stromingen in water

Builtjes, P.J.H.

1980-09-01

In het algemeen worden stromingsproblemen in water, zoals in kanalen, rivieren en estuaria, onderzocht in modellen waarbij als stromend medium ook water wordt toegepast. Vele laboratoria in binnen- en buitenland hebben op dit gebied een grote expertise opgebouwd. In een aantal gevallen is het mogelijk om luchtdoorstroomde modellen te gebruiken voor de bestudering van de stroming in water. Deze methode wordt echter opvallend weinig toegepast. Tot 1970 werd deze methode alleen gebruikt in de socialistische landen van Oost-Europa en bij het N.L.R. in Amsterdam, na 1970 incidenteel ook in West-Duitsland, Frankrijk en Portugal. Het gebruik van luchtdoorstroomde modellen heeft vele voordelen. Met name is het mogelijk om kleinere modellen toe te passen waarvan de constructie relatief eenvoudig is (geen lekkageproblemen), tevens is veelal de meetmethode in lucht eenvoudiger en is de meetnauwkeurigheid groter. Dit alles resulteert in een ordegrootte lagere kosten van een onderzoek met behulp van een model in lucht, dan in een watermodel. In het onderstaande zullen de mogelijkheden en beperkingen van het gebruik van modellen in lucht worden beschreven aan de hand van de zogenaamde schaalregels. Hierbij zal een onderscheid worden gemaakt tussen stromingen in gesloten leidingen, zoals deze bijvoorbeeld voorkomen in leidingsystemen bij sluizen en hevels, en stromingen met een vrij oppervlak, zoals optreedt bij rivieren en kanalen. Het nabootsen van waterstromingen in gesloten en open leidingen met behulp van een luchtdoorstroomd model isiLn het algemeen goed mogelijk mits aan de volgende punten wordt voldaan: - De stroming dient stationair te zijn, tijdsafhankelijke processen kunnen niet worden nagebootst. - De stroming in het prototype dient plaats te vinden langs hydraulisch ruwe wanden met een grote ruwheid, bij een stroming langs gladdere wanden is voorzichtigheid geboden bij de simulatie. - De nabootsing van open kanalen en rivieren is beperkt tot niet te smalle kanalen. Tot de grote voordelen van een luchtdoorstroomd model kunnen gerekend worden de grote meetnauwkeurigheid en het gebruik van kleine, eenvoudig te vervaardigen modellen.

luchtdoorstromend model
stromingsmodel
vloeistofmechanica
fysieke modellen
experimenteel
stroming

EHN1000

http://resolver.tudelft.nl/uuid:8c06cef9-09a4-4e79-8be8-38333e348169

TNO

80-011061

Hydraulic Engineering Reports

report

(c) 1980 TNO