Modellering van de stroomsnelheden bij de teen van een golfbreker

Modellering van de stroomsnelheden bij de teen van een golfbreker

Arets, K.

Verhagen, H.J. (mentor)
Van den Bos, J.P. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

2014-04-21

Het doel van dit bachelor eindproject is een antwoord vinden op de vraag of het mogelijk is door middel van het IH-2VOF model resultaten gevonden in een stroomgoot te simuleren. Dit moet worden uitgezocht omdat door gebruik te maken van dit model de teen van een golfbreker beter, veiliger en eenvoudiger ontworpen kan worden. Het onderzoek bestaat uit twee delen: - Bekend raken met, en kalibreren van het model. - Uitvoeren van de vergelijking met de resultaten uit de stroomgoot. Ten eerste het bekend raken met het model en het vinden van de juiste instellingen voor de modellering. Het IH-2VOF model is een numeriek model dat in staat is stroomsnelheden, drukken en vloeistof niveaus te berekenen in een virtuele 2D stroomgoot. In deze stroomgoot kan een object, in dit geval een golfbreker, geplaatst worden. Het kalibreren van het model is lastig. Dit omdat de exacte werking niet geheel bekend is vanwege de ingewikkelde numerieke structuur en het feit dat de code niet in te zien is. Als gevolg hiervan is als startpunt gekozen voor de door de literatuur bij het model gegeven uitgangspunten. Vervolgens is gekeken of het model bij deze uitgangspunten convergent is. Dit bleek erg lastig en veel tijd te kosten. Daarna is gekeken of de rekentijd van het model verkort kan worden door middel van het aanpassen van het rekenrooster (de mesh) of het verkorten van de stroomgoot. Wat betreft de mesh bleek dit slechts in de y-richting mogelijk, echter werd zo geen rekentijd bespaard. Wat betreft de lengte van de goot is het zo dat in het laboratorium een flinke lengte nodig is om de golven goed in te kunnen stellen. In het model blijkt een dergelijke lengte echter niet perse nodig. Het is waarschijnlijk belangrijk dat er meer dan 2x de golflengte aangehouden wordt als minimale lengte van de goot in het model, ongeacht de lengte van de oorspronkelijke goot. Dit is echter niet onomstotelijk bewezen. Een verkorting van de goot heeft wel rekentijdverkorting tot gevolg. Ten tweede volgt de vergelijking van de door Nammuni-Krohn [2009] gevonden waarden voor de stroomsnelheden bij de teen van een golfbreker in een stroomgoot, met de door het model gesimuleerde waarde. Als gevolg van de tijdsplanning van dit bachelor project is er helaas weinig tijd over gebleven voor deze vergelijking. Echter een korte simpele vergelijking van een aantal punten uit het rapport van Nammuni-Krohn [2009] liet zien dat het model wel degelijk goede waarde simuleert. Concluderend kan gesteld worden dat met de instellingen die in dit verslag beschreven staan het model waarschijnlijk wel in staat is de werkelijkheid te benaderen. Hiervoor moet echter wel eerst nog beter naar de convergentie en het gedrag van de golfserie gekeken worden.

IH-2VOF
breakwater
Nammuni-Krohn
stroomsnelheden
flow velocities

http://resolver.tudelft.nl/uuid:5483d5a9-f03b-401d-a913-2838c2711407

2014-02-18

Student theses

bachelor thesis

(c) 2014 Arets, K.