PL: Numeryczne modelowanie warunków przepływu w obszarze oddziaływania elektrowni wodnej | EN: Numerical modelling of flow conditions in the area of influence of a hydroelectric power plant

abstractPL: Obecne czasy cechuje dynamiczny rozwój narzędzi komputerowych, tworzonych w celu przedstawienia fizycznych ugruntowań procesów środowiskowych w postaci cyfrowej reprezentacji danych, razem z obszernymi i szczegółowymi analizami wyników symulacji. Jednym z istotnych obszarów badawczych w obrębie analiz numerycznych są analizy CFD (z j. angielskiego Computational Fluid Dynamics) czyli na bazie tzw. obliczeniowej mechaniki płynów, której rolą jest symulowanie zachowań płynów w różnych warunkach. Takie precyzyjne ekspertyzy oparte są na szeregu skomplikowanych równań różniczkowych i algorytmów, stanowiących podstawę do weryfikacji mechanizmów występujących m.in. w środowisku wodnym. Obszar badawczy niniejszej pracy dyplomowej obejmował zweryfikowanie warunków przepływu odcinka rzeki Odry Południowej w zasięgu oddziaływania Elektrowni Wodnej „Wrocław-I”, przy użyciu narzędzi typu software. Wyniki analiz przedstawiono w postaci trójwymiarowej wizualizacji przebiegu ich procedury obliczeniowej. Przy wykorzystaniu oprogramowania HEC-RAS w wersji 2D przystąpiono do budowy modelu, a następnie symulacji hydrodynamicznej dla trzech wariantów rozdziału i wielkości przepływu przez konstrukcję hydrotechniczną w postaci elektrowni wodnej oraz jazu dwuprzęsłowego, w różnych konfiguracjach warunków ich pracy. Rezultatem tych działań było obliczenie i wygenerowanie skalibrowanych modeli przepływów oddziałujących na badane budowle w aspekcie eksploatacyjnym obiektu rzeczywistego. Przedmiotowe przedsięwzięcie pozwoliło na identyfikację istotnych hydraulicznie elementów i parametrów systemu przepływowego oraz przedstawienie możliwości (charakterystyki) wykorzystania wykonanych symulacji do optymalizacji zarządzania w obrębie całej infrastruktury hydrozespołu Elektrowni Wodnej „Wrocław-I”.

abstractEN: Current times are characterised by the rapid development of computer tools created to represent the physical grounding of environmental processes in the form of digital data representation, together with extensive and detailed analyses of simulation results. A critical area of research within numerical analysis is CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis, which is based on so-called computational fluid mechanics, the role of which is to simulate the behaviour of fluids under different conditions. Such precise expert opinions are based on several complex differential equations and algorithms, which form the basis for verification of mechanisms occurring, among other things, in the aquatic environment. The research area of this thesis involved verifying the flow conditions of a section of the South Odra River within the range of influence of the „Wrocław-I” Hydroelectric Power Plant, using software tools. The results of the analyses were presented in the form of a three-dimensional visualisation of their calculation procedure. Using the 2D version of the HEC-RAS software, a model was built and then hydrodynamic simulations were carried out for three variants of the distribution and volume of flow through the hydrotechnical structure in the form of a hydroelectric power plant and a two-span weir, in various configurations of their operating conditions. The result of these activities was the calculation and generation of calibrated models of the flows affecting the investigated structures in the operational aspect of the real facility. The project in question made it possible to identify the hydraulically significant elements and parameters of the flow system and to present the possibilities (characteristics) of using the simulations to optimize management within the entire infrastructure of the Hydro Power Plant "Wrocław-I".

status: finished