Metody dla przepływów niskich

(Low Flow Methods)

Dla przepływów niskich (zwierciadło wody poniżej najwyższego punktu spodu konstrukcji mostu) metody mające najwyraźniejsze podstawy fizyczne, metody energetyczna i oparta na równaniu pędu, będą się nadawać dla największej ilości i rodzajów mostów. Obie metody uwzględniają straty na tarcie i zmiany geometrii przepływu wewnątrz konstrukcji mostu.

Metoda energetyczna uwzględnia straty związane z turbulencją i straty na odcinkach przejściowych za pomocą współczynników kontrakcji i ekspansji. Metoda oparta na równaniu pędu może uwzględnić dodatkowe opory powodowane przez filary. Metoda FHWA WSPRO przygotowana została dla przepraw mostowych przecinających mocno zarośnięte i rozległe tereny zalewowe. Jest to metoda oparta na równaniu energii, w której biorą również udział współczynniki empiryczne (równanie strat ekspansji strumienia WSPRO używa empirycznego współczynnika wydatku). Równanie Yarnell jest metodą empiryczną. Jeśli korzysta się z tej metody, powinno się upewnić, czy charakterystyka modelowanego mostu odpowiada zakresowi, dla jakiego metoda była stworzona. Poniżej przedstawiono typowe przykłady użycia różnych metod dla przepływu niskiego:

  1. W przypadku, gdy filary stanowią niewielką przeszkodę dla przepływu i straty powodowane będą głównie tarciem, najlepsze wyniki powinny dać metody: energetyczna, równania pędu i WSPRO.
  2. W przypadkach, gdy dominować będą straty powodowane przez filary i straty na tarcie, najlepiej zastosować metodę pędu. Stosować można też wszystkie inne metody.
  3. Jeśli w otoczeniu konstrukcji mostowej zwierciadło wody opada poniżej głębokości krytycznej, odpowiednimi metodami dla takiej sytuacji są metoda energetyczna i pędu. Metoda Yarnell i WSPRO przeznaczone są dla przepływów spokojnych.
  4. W przypadków przepływów rwących użyte mogą zostać metody energetyczna i pędu. Gdy spodziewamy się znacznych strat spowodowanych oparami filarów, lepsza może okazać się metoda pędu. Metoda Yarnell i WSPRO przeznaczone są dla przepływów spokojnych.
  5. W sytuacjach, gdy dominować będą straty powodowane przez filary, najlepiej użyć metody pędu lub Yarnell. Jednak metoda Yarnell przeznaczona jest wyłącznie do przepływów klasy A.
  6. Dla długich przepustów, w których panują niskie przepływy, najlepsza jest metoda energetyczna. Można wykonać kilka przekrojów wewnątrz długich przepustów, by zamodelować zmiany kształtu lub spadku. Takie podejście ma tę zaletę, że pozwala na uzyskanie dokładnych wyników obliczeń w kilku miejscach wewnątrz przepustu, co nie jest możliwe przy użyciu standardowej procedury modelowania przepustu. Jeśli jednak dochodzi do całkowitego wypełnienia przekroju przepustu lub przepływ zależy silnie od warunków na wlocie, normalna procedura obliczania przepustu będzie najlepsza. Szczegółowe informacje o modelowaniu przepustów znajdują się w rozdziale 6. Modelowanie przepustów.