Search
Search results for: Hydro-engineering
-
Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics
Journals -
Numerical simulations of triaxial test with sand using DEM. Archives of Hydro-Engineering and Environmental
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji badania trójosiowego dlamateriałów granulowanych. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metodyDEM. Pokazano wpływ momentów kontaktowych na wytrzymałoć próbki. Zbadanowpływ parametrów mikroskopowych na zachowanie się materiału. Wynikiporównano z doswiadczeniami.
-
Research, consulting and educational offer directed to Pomeranian province society in the area of hydro and environmental engineering.
PublicationPrzedstawiono skład osobowy, Laboratoria i Katedry Wydziału zajmujące się tematyką inżynierii wodnej i inżynierii środowiska. Omówiono zakres i tematykę prac i oferty naukowej i dydaktycznej. Podano przykłady zrealizowanych obiektów oraz propozycję współpracy na przyszłość dla województwa pomorskiego.
-
Hydro and marine civil engineering (2023-2024)
e-Learning CoursesKurs realizowany na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska (WILiŚ) Politechniki Gdańskiej. Studia: II stopnia - magisterskie, stacjonarne Kierunek: Budownictwo Semestr: 1 (letni) Presentation of basic hydro and marine civil engineering structures together with basic computational procedures for determining environmental forces acting on a structure (vertical-wall breakwater, rubble mound breakwater, submarine pipelines...
-
Hydro and marine civil engineering (2020-2021)
e-Learning CoursesKurs realizowany na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska (WILiŚ) Politechniki Gdańskiej. Studia: II stopnia - magisterskie, stacjonarne Kierunek: Budownictwo Semestr: 1 (letni) Presentation of basic hydro and marine civil engineering structures together with basic computational procedures for determining environmental forces acting on a structure (vertical-wall breakwater, rubble mound breakwater, submarine pipelines...
-
Hydro and marine civil engineering (2021-2022)
e-Learning CoursesKurs realizowany na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska (WILiŚ) Politechniki Gdańskiej. Studia: II stopnia - magisterskie, stacjonarne Kierunek: Budownictwo Semestr: 1 (letni) Presentation of basic hydro and marine civil engineering structures together with basic computational procedures for determining environmental forces acting on a structure (vertical-wall breakwater, rubble mound breakwater, submarine pipelines...
-
Comparison of Average Energy Slope Estimation Formulas for One-dimensional Steady Gradually Varied Flow
PublicationTo find the steady flow water surface profile, it is possible to use Bernoulli’s equation, which is a discrete form of the differential energy equation. Such an approach requires the average energy slope between cross-sections to be estimated. In the literature, many methods are proposed for estimating the average energy slope in this case, such as the arithmetic mean, resulting in the standard step method, the harmonic mean and...
-
Numerical Analysis of Turbulent Flow over a Backward-facing Step in an Open Channel
PublicationComputational examinations of the flow field in an open channel having a single Backward--Facing Step (BFS) with a constant water depth of 1.5 m were performed. The effects of the expansion ratio, and the flow velocity along the reattachment length, were investigated by employing two different expansion ratios of 1.5 and 2, and eight various flow velocities of 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 7.5 and 10 m/sec in the Computational Fluid Dynamic...
-
Hydraulic transients analysis in pipe networks by the method of characteristics (MOC)
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i analizy numerycznej zjawiska przepływów nieustalonych w przewodach pojedynczych oraz symulacji numerycznych w sieci pierścieniowej. Model matematyczny stanowi układ dwóch równań różniczkowych cząstkowych typu hiperbolicznego, które rozwiązano za pomocą metody charakterystyk. Badania eksperymentalne przeprowadzono na modelu w skali laboratoryjnej. Uzyskano dobrą zgodność obliczeń...
-
Two-dimensional vertical Reynolds-averaged naviers-stokes equations versus one-dimensional Saint-Venant model for rapidly varied open channel water flow modelling
PublicationPrzedstawiono dwa modele przepływu wody ze swobodną powierzchnią -płaski pionowy model Reynoldsa i model de Saint-Venanta.Do rozwiązania równań pierwszego modelu zastosowano schemat SIMPLE oraz wykorzystano metodę cząstek znaczonych MAC do wyznaczania swobodnej powierzchni wody. Równania Saint-Venanta rozwiązano metodą objętości skończonych. Obydwa modele zastosowano do symulacj zjawiska typu katastrofa zapory. Porównano wyniki...
-
Penetration resistance of Lubiatowo sand in calibration chamber tests
PublicationAnaliza oporu na wciskanie na stożku sondy statycznej wciskanej na podstawie badań modelowych w komorze kalibracyjnej z kontrolą naprężeń bocznych. Przeprowadzono badania z zastosowaniem standardowej końcówki CPT, dylatometru DMT, mini-stożka CPT oraz pali modelowych o różnej średnicy. Badania wykonano na piasku modelowym z plaży w Lubiatowie w stanie średnio zagęszczonym i zagęszczonym w szerokim zakresie składowej pionowej naprężenia....
-
The influence of changes of soil parameters due to consolidation on the interaction of piles and soft soil layer
PublicationZaprezentowano problem wyznaczania bocznego parcia gruntu o małej wytrzymałości na pale. Opisano przypadki występowania bocznego obciążenia pali. Scharakteryzowano właściwości i zachowanie gruntów słabych stanowiących warstwę podłoża o małej wytrzymałości. Zaprezentowano propozycje obliczania bocznego parcia według różnych autorów. Przedstawiono wpływ konsolidacji na zmianę wytrzymałości gruntów słabych w czasie oraz na obliczanie...
-
Viscoelastic model of waterhammer in single pipeline - problems and questions
PublicationW artykule dokonano analizy zastosowania lepkosprężystego modelu uderzenia hydraulicznego w pojedynczym przewodzie. Przedstawiono teoretyczne podstawy lepkosprężystego zachowania się materiału przewodu oraz matematyczny opis modelu uderzenia hydraulicznego w rurociągu z tworzywa sztucznego. Przedyskutowano główne problemy pojawiające się przy aplikacji takiego modelu. Nacisk położono na identyfikację parametrów modelu. Przeanalizowano...
-
Characteristics of tyre chips-sand mixtures from triaxial tests
PublicationAnaliza parametrów wytrzymałościowych i odkształcalności mieszanek piasku i kawałków zużytych opon. Powtórne użycie tego materiału, odpowiednio przetworzonego na skrawki i elementy o kształcie kołowym pozwala po odpowiednim zmieszaniu z gruntem niespoistym na uzyskanie materiału o zwiększonej wytrzymałości na ścinanie zachowywanej również przy dużych odkształceniach. Analizowano mieszanki o różnej zawartości opon przy naprężeniach...
-
Size effect in centrifuge cone penetration tests
PublicationOkreślenie efektu skali w badaniu wciskania stożka w zagęszczonych piaskach kwarcowych na podstawie badań modelowych w wirówce geotechnicznej. Badania przeprowadzono na dwóch piaskach kwarcowych przy przyśpieszeniach od 30g do 100g. Analizowano efekt skali związany ze stosunkiem średnicy modelu (mini-stożka) do średniej średnicy ziaren oraz wpływem poziomu naprężenia na opór stożka. Wpływ poziomu naprężenia powoduje powstanie geometrycznego...
-
Comprehensive circumscribing of non-linearity cases of a water supply system with smooth flow control
PublicationW artykule opisano formalnie poprawne metody opisu matematycznego pracy pomp o płynnie regulowanych wydatkach oraz reduktorów ciśnienia i reduktorów przepływu w modelowaniu przepływów ustalonych zachodzących w systemach wodociągowych. Opisano metodę opartą o dynamiczną analizę wrażliwości systemu oraz metodę wykorzystującą charakterystyki hydrauliczne systemu wodociągowego. Przedstawiono wyniki symulacji wykorzystującej ww. metody...
-
Hydraulic loss coefficients in 1D Flows
PublicationWyniki pomiarów pokazują, że współczynniki strat energii mechanicznej dla przepływów niejednostajnych i nieustalonych przyjmują wartości zdecydowanie większe, niż tradycyjnie przyjmowane dla ruchu jednostajnego. W pracy przedstawiono ananizę możliwych przypadków ruchu oraz wyniki obserwacji laboratoryjnych.Wykazano, że wzrost wartości współczynników jest uzasadniony fizykalnie.Zaproponowano robocza metodą ich korygowania.
-
Representation of a built-up area in the numerical simulation of urban flash flooding
PublicationPrzedstawiono wyniki modelowania powodzi miejskiej przy pomocy dwuwymiarowych równań de Saint-Venanta. Równania rozwiązano metodą objętości skończonych. Zaprezentowano dwie techniki reprezentacji obszarów zabudowanych w numerycznej symulacji powodzi - bezpośrednie wykluczenie budynków z siatki numerycznej oraz zastąpienie grup budynków terenami o znacznie zwiększonej szortkości powierzchni. W celu oceny wykorzystanych metod wykonano...
-
Approximated boundary conditions of the equation of difussion
PublicationProblem podejmowany w pracy dotyczy warunku brzegowego w równaniach fizyki matematycznej, opisujących procesy migracji zanieczyszczeń. W szczególności skoncentrowano się na badaniu wpływu na rozwiązanie przyjmowanych w rozwiązaniach numerycznych aproksymacji ''odpływowego'' warunku brzegowego w jednowymiarowym równaniu adwekcji - dyspersji. Rozważania teoretyczne przeprowadzono w oparciu o rozwiązania analityczne oraz numeryczne...
-
Physical modelling of water flow in 'Wild River' type water slide
PublicationPrzedstawiono wyniki fizycznego modelowania przepływu w zjeżdżalni wodnej typu Dzika Rzeka. Badania dotyczyły obiektu należącego do parku wodnego "Świat Wodny Nemo" w Sopocie. Eksperymenty przeprowadzono w Laboratorium Hydrauliki i Inżynierii Środowiska Politechniki Gdańskiej. Zaobserwowany w systemie kanałów i zbiorników przepływ wody można ocenić jako szybkozmienny. Wskutek zmian spadku dna kanałów oraz łuków trasy zjazdu obserwowano...
-
Numerical simulation of rapidly varied water flow in the ´Wild River´ type water slide
PublicationPrzedstawiono numeryczną analizę przepływu w zjeżdżalni wodnej typu "Dzika Rzeka". Jako model matematyczny przyjęto równania przepływu wody płytkiej. Wobec szybkozmiennego ruchu wody do rozwiązania zastosowano metodę objętości skończonych. Numeryczną symulację przepływu wykonano na trójkątnej siatce niestrukturalnej. Wyniki obliczeń porównano z obserwacjami na obiekcie rzeczywistym zainstalowanym w parku wodnym w Sopocie. Dodatkowo...
-
Simulation and discretization of random field in the slip line method.
PublicationW pracy rozpatrywany jest problem nośności granicznej podłoża o własnościach stochastycznych przy obciążeniu spoczywającym na nim ciężkim sztywnym bloku.Opisano sposób generacji wielowymiarowego pola losowego oparty na diagonalizacji macierzy kowariancji przy wykorzystaniu macierzy dolnotrójkątnej .Szczególną uwagę zwrócono na wpływ dyskretyzacji ośrodka na rozwiązanie oraz jego zbieżność.
-
Impact of Energy Slope Averaging Methods on Numerical Solution of 1D Steady Gradually Varied Flow
PublicationIn this paper, energy slope averaging in the one-dimensional steady gradually varied flow model is considered. For this purpose, different methods of averaging the energy slope between cross-sections are used. The most popular are arithmetic, geometric, harmonic and hydraulic means. However, from the formal viewpoint, the application of different averaging formulas results in different numerical integration formulas. This study...
-
Simplified probabilistic analysis of settlement of cyclically loaded soil stratum using point estimate method
PublicationThe paper deals with the probabilistic analysis of settlement of a non-cohesive soil layer subjected to cyclic loading. Originally, the settlement assessment is based on deterministic compaction model which requires integration of a set of differential equations. However, making use of the Bessel functions the settlement of the soil stratum can be calculated by means of simplified algorithm. The compaction model parameters were...
-
Application of potential theory in calculating wave-induced vertical forces on horizontal cylinders near a plane boundary
PublicationHydrodynamiczne obciażenia wywołane falowaniem morskim działajace na poziomo ułożoną przy dnie rurę, rozpatrywane są w ujęciu dyfrakcyjnym przy założeniu istnienia funkcji potencjału. Potencjał zdefiniowano jako superpozycję potencjału fali inicjującej oraz potencjału perturbacji spowodowanej istnieniem obiektu przy dnie. Wyniki rozwiązań teoretycznych porównano z wynikami doswiadczeń przeprowadzonych w Wielkim Kanale falowym w...
-
Soft soil overconsolidation and CPTU dissipation test
PublicationOkreślenie stanu naprężeń oraz historii naprężeń w słabym podłożu pod wałem przeciwpowodziowym na podstawie badań CPTU i DMT. Przeprowadzono badania dysypacji nadwyżki ciśnienia wody w porach w podłożu pod wałem oraz po stronie odpowietrznej i odwodnej. Kształt krzywej dysypacji zależy od prekonsolidacji gruntu słabego. Przedstawiono sposoby określania współczynnika konsolidacji oraz współczynnika filtracji w gruntach słabych w...
-
Flood Routing by the Non-Linear Muskingum Model: Conservation of Mass and Momentum
PublicationIn this paper, the conservative properties of the Muskingum equation, commonly applied to solve river flood routing, are analysed. The aim of this analysis is to explain the causes ofthe mass balance error, which is observed in the numerical solutions of its non-linear form. The linear Muskingum model has been considered as a semi-discrete form of the kinematic wave equation and therefore it was possible to derive its two non-linear...
-
Determination of Mechanical Energy Loss in Steady Flow by Means of Dissipation Power
PublicationWhen systems of simple geometry like pipes or regular channels are considered, the mechan- ical energy loss of the fluid flow can be expressed by local and longitudinal empirical energy loss coefficients. However, in the case of large spatially distributed objects, there are no simple approaches to this task. In practice, general recommendations addressing different types of objects are used, but they usually provide very coarse...
-
Experimental Verification of Storm Sewer Transient Flow Simulation
PublicationThe paper focuses mainly on laboratory investigations of transient and transcritical flow in a single pipe of a sewer system. The aim of this paper is to present a comparison between pressure values calculated by an improved McCormack scheme and those measured at the hydraulic laboratory of the Gdansk University of Technology, which were observed inside a pipe in an experiment for water flow with pressurization. The analysis proves...
-
Impact of Urbanization on Stormwater Runoff from a Small Urban Catchment: Gdańsk Małomiejska Basin Case Study
PublicationThis paper deals with the impact of different forms of urbanization on the basin outflow. The influence of changes in land cover/use, drainage system development, reservoirs, and alternative ways of stormwater management (green roofs, permeable pavements) on basin runoff was presented in the case of a small urban basin in Gdańsk (Poland. Seven variants of area development (in the period of 2000-2012) – three historical and four...
-
Experimental Determination of Limit Adhesive Shear Strtess between Solid Wall and Liquid
PublicationTheoretically slip of a fluid with respect to the solid wall should occur even at a very low velocity of motion. However theoretical analysisand some empirical data suggest that there must be a limit value of shear stress, below which the slip does not appear. A simple metyhod of this stress determination was proposed in the paper.
-
Modelling of FloodWave Propagation with Wet-dry Front by One-dimensional Diffusive Wave Equation
PublicationA full dynamic model in the form of the shallow water equations (SWE) is often useful for reproducing the unsteady flow in open channels, as well as over a floodplain. However, most of the numerical algorithms applied to the solution of the SWE fail when flood wave propagation over an initially dry area is simulated. The main problems are related to the very small or negative values of water depths occurring in the vicinity of...
-
Problem of Clogging in Drainage Systems in the Examples of the Zur and Podgaje Dams
PublicationDrainage plays an extremely important role in hydraulic structures, such as earth dams. Observations of drainage in hydraulic structures under various soil conditions indicate that the phenomenon of clogging can lead to a radical reduction in the efficiency of drainage, making it non-functional within a few years after construction. This article describes the problems of drainage clogging by iron oxide in the examples of the Zur...
-
Numerical Simulations and Tracer Studies as a Tool to Support Water Circulation Modeling in Breeding Reservoirs
PublicationThe article presents a proposal of a method for computer-aided design and analysis of breeding reservoirs in zoos and aquariums. The method applied involves the use of computer simulations of water circulation in breeding pools. A mathematical model of a pool was developed, and a tracer study was carried out. A simplified model of two-dimensional flow in the form of a biharmonic equation for the stream function (converted into...
-
Application of the Boundary Element Method for the Simulation of Two-dimensional Viscous Incompressible Flow
PublicationThe paper presents the application of an indirect variant of the boundary element method (BEM) to solve the two-dimensional steady flow of a Stokes liquid. In the BEM, a system of differential equations is transformed into integral equations. Thi smakes it possible to limit discretization to the border of the solution. Numerical discretization of the computational domain was performed with linear boundary elements, for which a...
-
Outlet Flow Velocity In Circular Culvert
PublicationThe outlet flow velocity in the end section of the culvert barrel depends in most cases on the culvert geometry, including the barrel slope, as well as on upstream and downstream channel parameters. Flowing water can create pressure flow or free surface flow in the culvert barrel. In the case of an unsubmerged barrel outlet, the free-surface flow is more frequent than the full flow. Increased velocities can cause channel bed scour...
-
Velocity Field Characteristics at the Inlet to a Pipe Culvert
PublicationA poorly designed culvert inlet structure causes scouring, which can lead to the collapse of the culvert and significant damage to the neighboring land. A set of laboratory tests was evaluated to examine velocity distribution at the culvert inlet. A three-dimensional acoustic Doppler velocimeterwas used to measure instantaneous flowvelocity upstream of the culvert. The analysis of mean velocities, turbulence strength, and Reynolds...
-
Model of pressure distribution in vortex flow controls
PublicationThe paper is devoted to the vortex valve. Existing devices are described by CFD-methods, or by means of simple empirical relations. A rational method of the considered object design is proposed, on the base of the input and dissipation energy balance., what gives a simple algebraic equation. Conformity between calcul;ated and measured parameters of the vortex valve allows for acceptation of the proposed concept.
-
A Comparison of Simplified Two-dimensional Flow Models Exemplified by Water Flow in a Cavern
PublicationThe paper shows the results of a comparison of simplified models describing a two-dimensional water flow in the example of a water flow through a straight channel sector with a cavern. The following models were tested: the two-dimensional potential flow model, the Stokes model and the Navier-Stokes model. In order to solve the first two, the boundary element method was employed, whereas to solve the Navier-Stokes equations, the...
-
Verification of baffle factor for straight pipe flow
PublicationDuring the water disinfection devices designing, it is often assumed that the baffle factor for a straight pipe reactors is equal to one. It would be possible only for the plug flow, which is a simplified model of the flow and does not appear in real situations. The paper contains an equation which enables calculation of the real value of the baffle factor for the pipe flow.
-
Whirling system of water exchangein breeding pools
PublicationTo secure the proper conditions of life for sea mammals existing in closed systems one has to maintain the character of the breeding basins (i.e. shape, dimensions, facing of walls and bottom, quality and motion of water) as natural as possible. An appropriate system of water exchange plays a very important role here. A full renewal of water is time-consuming, expensive and troublesome, so can be made only periodically, and should...
-
Modal Analysis of a Steel Radial Gate Exposed to Different Water Levels
PublicationWith the increase in water retention needs and planned river regulation, it might be important to investigate the dynamic resistance of vulnerable elements of hydroelectric power plants, including steel water locks. The most frequent dynamic loads affecting hydroengineering structures in Poland include vibrations caused by heavy road and railway traffic, piling works and mining tremors. More destructive dynamic loads, including...
-
Estimation of Stresses in a Dry Sand Layer Tested on Shaking Table
PublicationTheoretical analysis of shaking table experiments, simulating earthquake response of a dry sand layer, is presented. The aim of such experiments is to study seismic-induced compaction of soil and resulting settlements. In order to determine the soil compaction, the cyclic stresses and strains should be calculated first. These stresses are caused by the cyclic horizontal acceleration at the base of soil layer, so it is important...
-
Lax-Wendroff and McCormack Schemes for Numerical Simulation of Unsteady Gradually and Rapidly Varied Open Channel Flow
PublicationTwo explicit schemes of the finite difference method are presented and analyzed in the paper. The applicability of the Lax-Wendroff and McCormack schemes for modeling unsteady rapidly and gradually varied open channel flow is investigated. For simulation of the transcritical flow the original and improved McCormack scheme is used. The schemes are used for numerical solution of one dimensional Saint-Venant equations describing free...
-
Simplified modelling of heat transfer in groundwater
PublicationPrzenoszenie ciepła w wodach podziemnych jest skomplikowanym, przestrzennym procesem. Z tego względu do rozwiązywania zadań praktycznych celowe jest konstruowanie modeli uproszczonych. W pracy zaproponowano sposób formułowania modelu dwuwymiarowego. Został on pozytywnie zweryfikowany na przykładzie badania przyczyn strat energii cieplnej w elektrowni Kozienice.
-
Comparison of volume-and surface-detention-time distributions
PublicationCzas zatrzymania ścieków w reaktorze jest bardzo ważnym parametrem projektowym. Jego wyznaczenie jest trudne i kłopotliwe. Z tego względu zbadano możliwość zastąpienia wartości tego parametru, wyznaczonej tylko dla swobodnej powierzchni ścieków. W wyniku stwierdzono dopuszczalność takiej zamiany.
-
Reverse flow routing problem solved by the Space-Time Conservation Method
PublicationW artykule rozpatruje się zagadnienie odwrotnej transformacji przepływów dla przypadku przepływu nieustalonego wolno zmiennego w kanałach otwartych, opisanego układem równań de Saint Venanta. Przedstawiono specyficzne dla rozpatrywanego przypadku problemy powstające na etapie jego rozwiązywania oraz zaproponowano efektywny algorytm obliczeniowy, wykorzystujący nową, atrakcyjną metodę czasoprzestrzennych objętości skończonych. Do...
-
Deformation measurements in granular bodies using a particle image velocimetry technique
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów tensora odkształceń w materiałach granulowanych podczas przepływu silosowego i wyciągania ścianki z gruntu. Pomiary wykonano przy zastosowaniu techniki obrazu cyfrowego PIV wykorzystującego technikę korelacji.
-
2D lattice model for fracture in brittle materials
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń propagacji rys w elementach betonowych przy zastosowaniu modelu dyskretnego opartego na ruszcie belkowym. Obliczenia wykonano dla różnych problemów brzegowych.
-
Stochastic FE-analysis of shear localization in 2D granular material within a micro-polar hypoplascity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej stochastycznej analizy wpływu rozkładu początkowego wskaźnika porowatości w materiałach granulowanych na powstawanie lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla ścinania warstwy piasku stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego.