Numeryczne modelowanie hydrodynamiki jako narzędzie wspomagania projektowania rekreacyjnych i sportowych obiektów wodnych

Abstract

W artykule opisano zastosowanie obliczeń numerycznych w procesie projektowania, analizy działania oraz oceny bezpieczeństwa użytkowania wodnych obiektów rekreacyjnych i sportowych. Użytkownicy aquaparków, sportowcy, a szczególnie kibice, oczekują wyjątkowych doznań na obiektach wodnych z jednoczesną gwarancją bezpieczeństwa. Na te kwestie duży wpływ ma hydrodynamika przepływu. Aby właściwie do¬brać parametry geometryczne i hydrauliczne charakteryzujące projektowany obiekt, taki jak zjeżdżalnia wodna, czy tor kajakarstwa górskiego, należy przeanalizować strukturę strumienia przemieszczającej się w nim wody. Przewidywanie miejsc występowania lokalnych zjawisk hydraulicznych, jak i dokładne oszacowanie głębokości i prędkości stru¬mienia wody są niezbędne do prawidłowego zaprojektowania konfiguracji każdego toru wodnego. W artykule zaproponowano wykorzystanie w tym celu obliczeń numerycznych, a jako matematyczny model przepływu wody wybrano równania wody płytkiej. W celu rozwiązania równań zastosowano metodę objętości skończonych. Jako przykłady zastosowania numerycznej analizy przepływu wody przedstawiono symulacje przepływu na zjeżdżalni wodnej typu „dzika rzeka” w Sopocie i na torze kajakarstwa górskiego w Drzewicy. Uzyskane wyniki symulacji przepływu wydają się wiarygodne, co upoważnia do polecenia tego typu podejścia projektantom atrakcji wodnych – jest to główny wniosek wynikający z pracy.

Keywords

• modelowanie matematyczne
• hydrodynamika
• hydrotechnika
• rekreacja
• sport
• bezpieczeństwo
• projektowanie