Vattendragsteknik, KTH Avdelning inom Inst. för mark- och vattenteknik. Computational Fluid Mechanics

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Vattendragsteknik, KTH Avdelning inom Inst. för mark- och vattenteknik. Computational Fluid Mechanics"

Daniel Magnusson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Personal Vattendragsteknik, KTH Avdelning inom Inst. för mark- och vattenteknik Forskare/Lärare Anders Wörman, Prof. James Yang, Adj. prof. Hans Bergh, Univ. Lektor Bijan Dargahi, Docent Andrea Bottacin Busolin, Bitr. lektor Klas Cederwall, Prof. Em. Ola Öberg, Forskare Doktorander Anna Åkesson Kirlna Skeppström Ting Liu Joakim Riml Nawaz Ahmad 2 tjänster under tillsättning tendragsteknik Computational Fluid Mechanics Surface flows in spilways Groundwater flows Bas Vattenteknik Vattenkraft Beräkningsteknik 1

Ola Öberg, Forskare Doktorander Anna Åkesson Kirlna Skeppström Ting Liu Joakim Riml Nawaz Ahmad 2 tjänster under tillsättning http://www.

2 Hydrologiska processer Hydrologi Extremflöden Reglerkraft Miljö Grundvatten Vattendrag Erosion av Fyllningsdammar Pumptester Filterprocesser Core Filter Rumslig variabilitet i data Dark colour indicate increased electric permitivityand porosity SINTEF, NHL, Norway Inre erosion Modellering Mätningar 2

Filter Rumslig variabilitet i data Dark colour indicate increased electric

3 SVC doktorandprojekt Pågående Luftinblandning i bottenutksov Extremflödesprognoser Under tillsättning Avrinningsprognoser, särskilt höga flöden och korttidsreglering Dammsäkerhet Inre erosion och läckage Doktorandprojekt: Extremflödesprognoser Deltagande parter Anna Åkesson, KTH Anders Wörman, KTH Göran Lindström, SMHI Berit Arheimer, SMHI Huvudfråga Prognosmodeller för extrapolering av dimensionerande flöden 3

Doktorandprojekt: Extremflödesprognoser Deltagande parter Anna Åkesson, KTH Anders Wörman, KTH Göran

Bakgrund: Osäkerheter i flödesprognoser Rönne å vid Heåkra Dygnsvärden 1973-2005 Generiska parametrar i HBV/HYPE-modell Fel som funktion av flöde Korrelation mellan modell och data Hydraulisk analys

4 Bakgrund: Osäkerheter i flödesprognoser Rönne å vid Heåkra Dygnsvärden Generiska parametrar i HBV/HYPE-modell Fel som funktion av flöde Korrelation mellan modell och data Hydraulisk analys av avrinning Nätverksgeometri Vattendragshydraulik W(X) Responstid X c (1 W /B ) F Parametrisering X = Vattendragslängder C = Kinematisk våghastighet W F = Översvämningsbredd B = Vattendragsbredd < > = Medelvärde över området Q k S k 1 4

Nätverksgeometri Vattendragshydraulik W(X) Responstid X c (1 W /B ) F Parametrisering X = Vattendragslängder

5 Olika avrinningsrespons för olika topologi Heåkra Ärrarp Förbättrad prognos av toppflöden 5

Liu, KTH James Yang, KTH Anders Wörman, KTH Syften Analys av

6 Hur det egentligen är tänkt Doktorandprojekt: CFD-beräkning av transport av luftbubblor i bottenutskov Deltagande parter Ting Liu, KTH James Yang, KTH Anders Wörman, KTH Syften Analys av luftfickornas storleks-fördelning Kritisk flödeshastighet för ansamling av luft 6

7 Luftinblandning i intagstornet Air At the discharge in the downstream 14 Pulsation at the discharge with a frequency of 30 s (2006) Pressure transients Vibration of the tunnel Cavitation 7

Air pocket location 2011-05-07 t=0s t= 1s t= 2s t=5s t= 4s t= 3s t=6s t= 7s t= 8s 15 Long air pockets break into smaller air pockets with time Kritisk flödeshastighet för luftbubblor AP location

8 Air pocket location t=0s t= 1s t= 2s t=5s t= 4s t= 3s t=6s t= 7s t= 8s 15 Long air pockets break into smaller air pockets with time Kritisk flödeshastighet för luftbubblor AP location 0,28m/s + 0 pa 2,600 2,400 y = 0,1494x + 0,9562 R² = 0,9997 AP location 0,28m/s + 0,1pa AP location 0,28m/s + 0,14pa 2,200 2,000 y = 0,0787x + 1,0477 R² = 0,9966 AP location 0,21m/s + 0,1pa AP location 0,14m/s + 0,1pa Medelhastighet = 0,28 m/s 1,800 1,600 Increasing wall shear stress y = 0,0554x + 1,0585 R² = 0,9897 1,400 y = 0,024x + 1,1019 R² = 0,9643 1,200 y = 0,0016x + 1,1124 R² = 0,3232 Medelhastighet = 0,21 m/s 1, Time (s) 8

2,200 2,000 y = 0,0787x + 1,0477 R² = 0,9966 AP location 0,21m/s + 0,1pa AP location 0,14m/s + 0,1pa Medelhastighet = 0,28 m/s 1,800 1,600 Increasing wall shear

9 Planerat experiment i Älvkarleby Plexiglas pipe of large diameter 240 mm Length = 10 m SVC doktorandprojekt: Fyllningsdammar 1. Genomströmning och hydraulisk konduktivitet 2. Inre erosion Rumslig variation 3. Filter Rumslig variation Core Filter 9

10 SVC doktorandprojekt: Avrinningsprognoser, särskilt höga flöden och korttidsreglering Dynamisk (förenklad) modell för reglerade vattendrag baserad på kinematisk vågteori Parametrisering av modell m.h.t. 2d modellering av översvämmade tvärsektioner Tillämpning av modell för analys av korttidsreglering Betydelse av förändrade frekvenser i avbördning relativt naturlig avrinning Strategiskt forskningsprojekt inom energiområdet (SRA) - Vattenkraftreglering Biträdande lektor rekryterad, Andrea Bottacin Busolin Långsiktig finansiering Syften Beskriva kapaciteten av balanskraft, särskilt med hänsyn till introduktion av vindkraft Förbättrad analys av snabba flödesvariationer mellan kraftstationer för regleringskapaciteten Analys av areal och temporal tillgång på balanskraft 10

2d modellering av översvämmade tvärsektioner Tillämpning av modell för analys av korttidsreglering Betydelse av förändrade frekvenser i avbördning relativt naturlig avrinning Strategiskt

11 Samarbeten Internationellt CEDREN, NTNU, Trondheim Olika universitet (Warwick, Padua, Utah, Oregon, NTNU etc.) Nationellt Svenskt vattenkraftcentrum Vattenfall R&D, SWECO m.fl. SMHI SRA Referensgrupper inom SVC: Geoteknik, Hydrologi och Hydraulik Kurser 11

) Nationellt Svenskt vattenkraftcentrum Vattenfall R&D, SWECO m.

Relevanta dokument

Detta är Vattenbyggnad i SVC. Maria Bartsch, Svenska kraftnät SVC dagarna 2015 10 20

Detta är Vattenbyggnad i SVC. Maria Bartsch, Svenska kraftnät SVC dagarna 2015 10 20 Detta är Vattenbyggnad i SVC Maria Bartsch, Svenska kraftnät SVC dagarna 2015 10 20 Svenska kraftnäts utgångspunkter Främja dammsäkerheten i landet Framgångsfaktorer Hög kompetens, helhetssyn och samarbete