Flow net (original) (raw)
A flow net is a graphical representation of two-dimensional steady-state groundwater flow through aquifers. Construction of a flow net is often used for solving groundwater flow problems where the geometry makes analytical solutions impractical. The method is often used in civil engineering, hydrogeology or soil mechanics as a first check for problems of flow under hydraulic structures like dams or sheet pile walls. As such, a grid obtained by drawing a series of equipotential lines is called a flow net. The flow net is an important tool in analysing two-dimensional irrotational flow problems. Flow net technique is a graphical representation method.
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| dbo:abstract | Mit einem Strömungsnetz – auch Potenzialnetz bzw. Potentialnetz genannt – stellt man graphisch eine Sickerströmung im Boden mit Stromlinien und zweidimensional dar.Strömungslinien und Potentiallinien, die beide gekrümmt sein können, schneiden sich immer im rechten Winkel zueinander. Das auch Stromliniennetz oder Potentialliniennetz genannte Netz besteht aus kleinen rechtwinkligen, krummlinig berandeten quadratähnlichen Maschen, die allmählich ihre Größe ändern können. Eine abnehmende Maschengröße zeigt eine Zunahme der Sickergeschwindigkeit an. Im Strömungsnetz verbinden die Potentiallinien die Punkte mit gleichem Potential, das heißt in diesem Fall gleicher Standrohrspiegelhöhe. Die Stromlinien stellen die Richtung der Strömung dar, die Stromfäden. In jedem Stromfaden ist die durchströmende Wassermenge gleich.Die Potentiallinien haben untereinander gleichen Abstand, solange die Durchlässigkeit gleich ist. Bei geringerer Durchlässigkeit wird der Abstand der Potentiallinien kleiner und umgekehrt.Die Potentiallinien schneiden nicht nur die Strömungslinien im rechten Winkel, sie stehen auch senkrecht auf undurchlässigen Rändern. Ein Strömungsnetz wird gebraucht, um eine Sickerströmung durch einen Damm, einen Deich, entlang einer Böschung oder unter einem Wehr, durch eine Baugrube oder die Grundwasserströmung zu einem Brunnen hin zu berechnen. Man erhält im Resultat die durchsickernde Wassermenge und die Porenwasserdrücke, die Standrohrspiegelhöhen an verschiedenen Punkten, und kann daraus den Sohlenwasserdruck berechnen. Der hydraulische Gradient ist der Potentialunterschied zwischen zwei Potentiallinien bezogen auf deren Abstand. Er darf im durchsickerten Boden nicht zu groß werden, da es sonst Böschungsbruch oder sonstige bautechnische Schäden geben kann. Man kann den Gradienten vermindern, indem man den Sickerweg verlängert und so den Abstand der Potentiallinien vergrößert. Zum Zeichnen eines Strömungsnetzes braucht man einige Geschicklichkeit. Die Potentiale lassen sich aber auch mit der Finite-Elemente-Methode recht gut berechnen. Der Berechnung liegen die Potentialtheorie, das Gesetz von Darcy und die Laplace’sche Differentialgleichung zugrunde. Auch die Potentiallinen und die Gradienten kann man gut berechnen und darstellen. Die Ermittlung von Stromlinien ist ein wesentlich größeres rechentechnisches Problem. Die Konstruktion von Strömungsnetzen geht auf Philipp Forchheimer zurück. (de) A flow net is a graphical representation of two-dimensional steady-state groundwater flow through aquifers. Construction of a flow net is often used for solving groundwater flow problems where the geometry makes analytical solutions impractical. The method is often used in civil engineering, hydrogeology or soil mechanics as a first check for problems of flow under hydraulic structures like dams or sheet pile walls. As such, a grid obtained by drawing a series of equipotential lines is called a flow net. The flow net is an important tool in analysing two-dimensional irrotational flow problems. Flow net technique is a graphical representation method. (en) 유선망(flow net)은 토질역학에서 과 등수두선으로 이루어진 망을 말한다. 흙 속의 물의 흐름을 나타낸다. 인접한 2개의 유선으로 이루어진 공간을 유로(flow path)라 하고, 인접한 2개의 등수두선으로 이루어진 공간을 등수두면(equipotential space)이라고 한다. 그림에서는 4개의 유로, 6개의 등수두면이 있다. (ko) Siatka hydrodynamiczna – zbiór linii prądu i linii ekwipotencjalnych przepływu wód podziemnych, umożliwiający określenie parametrów takich, jak , prędkość filtracji, wydatek i czas przepływu wód. (pl) Сетка линий равных напоров,поточная сеть (англ. Flow net) — графическое представление потока подземных вод через водоносные горизонты. При вычислении эффективных величин бокового давления проницаемых грунтов на ограждения котлованов следует учитывать фильтрационные силы в том случае, если ограждение являетсянесовершенной противофильтрационной завесой (ПФЗ) и в котловане выполняется строительное водопонижение (см. рисунок 9.3). Эффективные величины бокового давления водонасыщенныхпроницаемых грунтов в этом случае вычисляют по формуле , где (или ) - удельный вес грунта во взвешенном состоянии, - удельный вес воды, - - градиент гидравлического напора на отрезке вертикали, равном 1м, 1/м. (ru) |
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