Témy doktorandského štúdia
Ústav hydrológie SAV, v. v. i.
Názov témy
Numerická štúdia procesov prúdenia, transportu sedimentov a dreva pri mostných pilieroch
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor Stavebníctvo
Rok prijímania
2025
Meno školiteľa/-ky
MSc. Saeid Okhravi, PhD.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Hodnotenia povodňového rizika často prehliadajú významnú úlohu transportu sedimentov a dreva počas extrémnych udalostí. Nedávne povodne v Európe, napríklad vo Švajčiarsku (2005, 2014), Nemecku a Belgicku (2021) či v Slovinsku a Španielsku (2023), ukazujú, že unášané sedimenty a veľké kusy dreva (LW) môžu výrazne zhoršiť povodňové riziká. Najmä akumulácia dreva pri mostných pilieroch obmedzuje prietok, zvyšuje hladinu vody proti prúdu (prítokový zdvih) a zosilňuje lokálnu eróziu dna (scour), čím ohrozuje stabilitu infraštruktúry a verejnú bezpečnosť.
Hoci experimentálne štúdie skúmali pravdepodobnosť vzniku akumulácií dreva a ich vplyv na eróziu dna, často využívajú statické modely, ktoré nedokážu zachytiť dynamické interakcie medzi prúdením, transportom sedimentov a dreva. Táto štúdia sa zaoberá uvedenými nedostatkami použitím trojrozmerného modelovania výpočtovej dynamiky tekutín (CFD) na simuláciu tvorby, rastu a rozpadu nahromadeného dreva pri mostných pilieroch. Model bude analyzovať nelineárne interakcie medzi prúdiacou vodou, transportom sedimentov a dynamikou dreva počas celého životného cyklu akumulácií, čím poskytne hlbší pohľad na procesy erózie dna počas povodní.
Výsledky projektu prinesú podrobnejšie poznatky o hĺbke erózie spôsobenej akumuláciou dreva a jej časovej evolúcii, čo umožní vývoj presnejších nástrojov na predikciu erózie dna. Tieto poznatky prispejú k zlepšeniu hodnotenia povodňových rizík, optimalizácii bezpečnostných smerníc pre mosty a návrhu odolnejšej infraštruktúry, ktorá dokáže lepšie čeliť extrémnym povodňovým udalostiam.
Hoci experimentálne štúdie skúmali pravdepodobnosť vzniku akumulácií dreva a ich vplyv na eróziu dna, často využívajú statické modely, ktoré nedokážu zachytiť dynamické interakcie medzi prúdením, transportom sedimentov a dreva. Táto štúdia sa zaoberá uvedenými nedostatkami použitím trojrozmerného modelovania výpočtovej dynamiky tekutín (CFD) na simuláciu tvorby, rastu a rozpadu nahromadeného dreva pri mostných pilieroch. Model bude analyzovať nelineárne interakcie medzi prúdiacou vodou, transportom sedimentov a dynamikou dreva počas celého životného cyklu akumulácií, čím poskytne hlbší pohľad na procesy erózie dna počas povodní.
Výsledky projektu prinesú podrobnejšie poznatky o hĺbke erózie spôsobenej akumuláciou dreva a jej časovej evolúcii, čo umožní vývoj presnejších nástrojov na predikciu erózie dna. Tieto poznatky prispejú k zlepšeniu hodnotenia povodňových rizík, optimalizácii bezpečnostných smerníc pre mosty a návrhu odolnejšej infraštruktúry, ktorá dokáže lepšie čeliť extrémnym povodňovým udalostiam.