Ανάπτυξη λογισμικού ανοιχτού κώδικα για την υδραυλική επίλυση μονοδιάστατης ροής με ελεύθερη επιφάνεια σε ανοιχτό αγωγό

Development of opensource software for the hydraulic simulation of one-dimensional (1D) free surface flow in prismatic channels. (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Γκίκας, Δημήτριος
  3. Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός Έργων Υποδομής (ΠΣΕ)
  4. 14 Σεπτεμβρίου 2019 [2019-09-14]
  5. Ελληνικά
  6. 63
  7. Λαγγούσης, Ανδρέας
  8. Συγγούνα, Βασιλική | Ζέρβας, Ευθύμιος
  9. • Υπολογισμός υδραυλικών μεγεθών • Λογισμικό ανοιχτού κώδικα • Ανοιχτοί αγωγοί • Προφίλ ελεύθερης επιφάνειας • Μονοδιάστατη ροή
  10. 1
  11. 8
  12. 4
  13. Περιέχει πίνακες, εικόνες, σχήματα και διαγράμματσ.
    • Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάπτυξη ενός λογισμικού ανοιχτού κώδικα, με σκοπό την υδραυλική επίλυση του προβλήματος της μονοδιάστατης ροής σε πρισματικούς αγωγούς με ελεύθερη επιφάνεια (ανοιχτοί αγωγοί). Η ανάγκη για την ανάπτυξη ενός τέτοιου λογισμικού, δημιουργήθηκε από το γεγονός πως δεν υφίστανται ως αυτή την στιγμή τέτοια λογισμικά ανοιχτού κώδικα. Υπάρχουν πολλά που επιλύουν το πρόβλημα της μονοδιάστατης ροής σε πρισματικούς αγωγούς με ελεύθερη επιφάνεια (όπως θα αναφερθεί στο Κεφάλαιο 1), τα οποία όμως είναι κλειστού κώδικα. Για την ανάπτυξη του λογισμικού, αρχικά γίνεται αναφορά σε βασικές αρχές και εξισώσεις της υδραυλικής (Κεφάλαιο 2) ώστε να γίνουν πιο κατανοητά τα αποτελέσματα. Στην συνέχεια παρουσιάζονται όλες οι συναρτήσεις που χρησιμοποιούνται στην επίλυση του προβλήματος (Κεφάλαιο 3), και οι οποίες έχουν αναπτυχθεί σε γλώσσα προγραμματισμού MATLAB. Στο Κεφάλαιο 4, παρουσιάζεται το διάγραμμα ροής τόσο περιγραφικά όσο και σχηματικά για την καλύτερη κατανόηση της λειτουργίας του κώδικα (ο οποίο και παρουσιάζεται στο παράρτημα Α’ της εργασίας). Τέλος, στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται επτά παραδείγματα ροής σε αγωγούς με διαφορετικές μηκοτομές, έτσι ώστε μέσω των αποτελεσμάτων να παραχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για το πως εξελίσσεται η κάθε ροή, αλλά και για να επαληθευτεί η ορθή λειτουργία του κώδικα. Συμπερασματικά, το λογισμικό που αναπτύχθηκε μπορεί να χρησιμοποιηθεί ελεύθερα για ερευνητικούς και ακαδημαϊκούς σκοπούς, δίνοντας ακριβή αποτελέσματα.
    • This post-graduate thesis deals with the development of an open-source software for hydraulic simulation of one-dimensional free surface flows in prismatic channels. The need for the development of such software emerged from the fact that, while there exist several operational platforms for simulation of one-dimensional free surface flows in prismatic channels (see discussion in Chapter 1), no open-source software is available at the moment for this specific purpose. To develop the code and facilitate interpretation of the results, basic principles and equations of hydraulics are presented in Chapter 2. Chapter 3 presents all functions developed in MATLAB to solve the problem under consideration. Chapter 4 illustrates and discusses the flow diagram of the developed open-source software, with specific reference to the source code given in Appendix A. Finally, Chapter 5 presents seven examples of one-dimensional free surface flow in prismatic channels with various topographies, drawing useful conclusions regarding their evolution, while testing the accuracy of the obtained results. In conclusion, the developed software can be freely and openly used for research and academic purposes, producing accurate results.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.