HIDROTEHNIČKI INŽENJER NA POČETKU 21. VEKA – …mjovanovic/gallery/shows/Knjiga2.pdf29/12/2011 Promocija knjige "Regulacija reka" 2002. 1 HIDROTEHNIČKI INŽENJER NA POČETKU

29/12/2011 Promocija knjige "Regulacija reka" 2002.

1

HIDROTEHNIČKI INŽENJER NA POČETKU 21. VEKA – ZNALAC ILI “POTROŠAČ

ZNANJA”?

Jedan

pogled

na

odnos

savremenih

informatičkih

tehnologijai klasičnih

disciplina

-

rečne

hidraulike

i morfologije

Prof. dr Miodrag B. Jovanovićhttp://www.grf.bg.ac.rs/mjovanovic/


2

HIDROTEHNIČKI INŽENJER NA POČETKU 21. VEKA –

ZNALAC ILI “POTROŠAČ

ZNANJA”?

“Toward the hydraulics of the hydroinformatics

era”(“Ka hidraulici hidroinformatičke ere”)

Journal of the Hydraulic Research, No. 4, 2001:M. B. Abbott:Teza br. 1:

“... dok je nekada

kompjuter bio sredstvo za obavljanje proračuna, sada kompjuter postaje procesor znanja,

sredstvo za manipulisanje

enkapsuliranim znanjima ...

Svedoci

smo

naučnog pristupa

po

komese

informaciona tehnologija koristi za ispomoć

naučniku u procesu

formulacije hipoteza.... Analiza velikih, višedimenzionih skupova [eksperimentalnih] podataka, pomoću računara, može se nazvati ‘pretraga

podataka

za otkrivanje saznanja’

(‘data mining for knowledge discovery’)

....”


3



ZNANJA”?

Teza br. 2:

“... dok je u prošlosti inženjer bio ‘riznica’

simbolima

izraženih znanja, što će reći, bio je znalac

(‘knower’), budući inženjer će

biti ‘riznica’

sredstava za pristup znanjima, što će reći, biće potrošač

znanja

(‘consumer

of knowledge’)...”


4



ZNANJA”?

Kontrateza:Prirodni procesi koji se izučavaju u rečnoj hidraulici i morfologiji su toliko složeni, da inženjer hidrotehnike nikada neće moći biti puki ,,potrošač

znanja”, bez obzira na najsavremenije numeričke

alate koji će mu (preko Interneta) biti dostupni ...

Obrazloženje:1. Uzroci složenosti rečne hidraulike i morfologije2. Ilustracija primerima iz knjige3. O obrazovanju inženjera hidrotehnike


5



ZNANJA”?

D

30 D

( Re = 10 )6

A

A

A - A

L2

L1

xdeonica 2deonica 1

S2 S1 M2jezero

reka

normalna dubina

normalna dubinakriti na dubina~

hidrauli ki skok~

položaj slobodne površinenije unapred poznat (zavisi odgeometrijskih i konturnih uslova)


6



ZNANJA”?

profili brzine

h

Z

zdx

zstrujnica

ta ka ~temedine

odvajanjavrtlo na zona`

novoformiraju i}grani ni sloj~

otpor oblika nanosnih formacija(aluvijalni otpor)

male brzine velike brzine V

ravnodno

nabori dine ravno dno antidine

prelaznaoblastmiran re im` silovit re im`

otpor usledkrupno e zrna} (ravno dno)

τ

τ

o

o τo''= +

τo''

oτ '

oτ '

{{

sve granice su pokretne !

Neizvesnosti:hidraulička rapavost ↔ brzina toka?dvofazni tok – uticaj koncentracije čvrste faze (nanosa) na fizička svojstvafluida, raspored brzine i veličinu otpora?uticaji neprizmatičnosti korita i sekundarnihstrujanja?


7



ZNANJA”?

Primer br. 1

Raspored brzine po dubini toka Procena

otpora tečenju


8



ZNANJA”?

u*=u

1 ln zzo( )κ

zo d

hz


9



ZNANJA”?

zatravljeni kanal u priobalju Tamiša (sektor Boka)

kv

–

apsolutna

rapavost

travehv

–

prosečna visina traveM –

broj listova po jedinici površineEI –

krutost pojedinačnog lista

Eksperimenti sa veštačkom travom


10



ZNANJA”?

Primer br. 2

Matematičko modeliranje složenih

tokova


11



ZNANJA”?• Prepoznavanje tipa

problema i izbor odgovarajućeg matematičkog modela

2D


12



ZNANJA”?

• Stepen složenosti modela


13



ZNANJA”?

Vrtložni

trag

nizvodno

od

mostovskog

stuba

• Fizička interpretacija rezultata numeričke simulacije


14



ZNANJA”?

Primer br. 3

Neizvesnosti u analizama režima rečnog nanosa


15



ZNANJA”?

z

sr

0

hdrIrdh=

Idr

τorα r

v

oblastsuspendovanognanosa

oblast vu enognanosa

~

W

w'

(10-20) dFG'

z

Vučeni nanosh

u z( )

δo

Coσe

τo

pokretni sloj

nepokretno dno

uo• karakteristike pokretnog sloja• način kretanja• interakcija sa susp. nanosom• uticaj turbulencije• uticaj nanosnih formacija• uticaj centrif.strujanja u krivini


16



ZNANJA”?

0

10

20

30

40

0

100

200

300

Bra

na "

Dje

rdap

I"

6008001000120014001600odstojanje od u a {} [km]

sred

nji p

reni

k zr

na~

[m

m]

apso

lutn

a ko

ta [

mnm

]

krupno a materijala na dnu korita

}

Formiranje “armirajućeg sloja”na dnu rečnog korita

“Samopopločavanje”

–

spontanasegregacija nanosa po krupnoći


17



ZNANJA”?

Suspendovani nanos


18



ZNANJA”?

1E-3 0.01 0.1 10.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.800.625Z* = 0.45

z / h

C / Ca

±

25%


19



ZNANJA”?

Primer br. 4

Opšta i lokalna deformacija

korita


20



ZNANJA”?

erozija

obale

(reka

Lugomir)

deformacija rečnog korita u krivini:erozija konkavne, a zasipanje konveksne obale (reka Resava)


21



ZNANJA”?

deformacija korita nakon prolaska poplavnog talasa (Dulenska reka)


22



ZNANJA”?

Lokalna erozija oko modelamostovskih stubova(Hidraulička laboratorija,Građevinski fakultet -

Beograd)


23



ZNANJA”?

Analiza deformacije dunavskog koritanizvodno od srušenog Žeželjevog mosta


24



ZNANJA”?

Primer br. 5

Morfološke analize prirodnih vodotoka


25



ZNANJA”?

Mehanizam formiranja meandera?

donji tok reke Drine


26



ZNANJA”?reka Drina

tipovi sprudova:• usamljeni• lokalni u krivini• naizmenični• usled pritoke

razvoj meandramigracija meandrasamoprosecanje


27



ZNANJA”?

0 5 10 15 20 25 30 350.0060

0.0065

0.0070

0.0075

0.0080

0.0085

0.0090

0.0095

0.0100Q= 55 m3/s

b [m]0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Id ( )bh b( )

h[m]

I d[-]

Racionalni pristup u odredjivanju geometrije STABILNOG koritaHipoteze ekstremnih stanja:minimum snage toka po jedinici dužine


28



ZNANJA”?

179.2 179.4 179.6 179.8 180.0 180.2 180.4 180.695

100

105

110

115

120

125

130

135

Δ x = 50 m

Q = 180 m3/s

B [m

]

x [km]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1009095

100105110115120125130135140

106

kriva zastupljenosti

B [m

]

zastupljenost [%]

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

kriva u~estalosti

relativna frekvencija

I1

I2

T1

I3

I4

T2

LRk

179.2 179.4 179.6 179.8 180.0 180.2 180.4 180.64

3

2

1

0

1

2

3

4

5

r k = 1

000

/ R k

[m-1]

L

Δ x = 50 m

desn

e kr

ivin

ele

ve k

rivin

e

T2

T1 I4I3I2I1

x [ km]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

1

2

3

4

5

2.6

kriva zastupljenosti - cela deonica kriva zastupljenosti - samo krivine

r k = 1

000

/ Rk

[m-1]

zastupljenost [%]

pravolinijski deo

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

kriva u~estalosti - krivine

relativna frekvencija

Elementarna statistička analizar. V.Morava


29



ZNANJA”?

0

20

40

60

80

100

120 120

100

80

60

40

20

0

8000

2000

1000

500

8000

2000

1000

500

funk

cija

spe k

tral

ne g

ustin

e

Λ M [m] Λ M [m]

Spektralna analiza talasne dužine meandra u frekventnom domenu

r. Angabunge, Papua


30



ZNANJA”?

O obrazovanju inženjera hidrotehnike

...

• REGULACIJA REKA je dobar primer stručne discipline u kojoj

inženjer-projektant može biti uspešan samo ako poseduje solidna

teorijska znanja iz rečne hidraulike i morfologije (“znalac”

a ne

“potrošač

znanja”); za inženjera-izvođača to nije neophodno –

dovoljno je da poseduje stručna, praktična znanja.


31



ZNANJA”?

O ulozi fakulteta

... aktuelna tema:

odnos teorijskih i praktičnih znanja u obrazovnom procesu?

•

Fakultet je jedino pravo mesto za sticanje znanja

iz

baznih nauka (matematika, mehanika fluida) i tradicionalnih

primenjenih

disciplina

(hidraulika,

hidrologija ...). Nedostatak

tih

znanja

se kasnije

(u praksi) teško može nadoknaditi.

• Ta

znanja se relativno sporo menjaju i omogućavaju efikasnoprilagođavanje tržišnoj globalizaciji, pa je nužno posedovati ih napočetku profesionalne karijere.

•

Stručna znanja se obogaćuju u praksi; ona se relativno brzo menjaju, kao i kompjuterski alati, pa iziskuju stalno obnavljanje tokom cele profesionalne karijere (dugotrajni proces “inovacije znanja”).


32



ZNANJA”?

0102030405060708090

100

25 35 45 55 65

god.

D

I

0102030405060708090

100

25 35 45 55 65

god.

Z = a*B+(1-a)*T (a=0.5)

S

BZ

T

0102030405060708090

100

25 35 45 55 65

god.

11.17 1.08

0.860.70

Kvantifikacija intelektualnog i stvaralačkog kapaciteta inženjera u toku njegovog radnog veka

B –

fundamentalne disciplineT –

tradicionalne primenjene disciplineS –

nove tehnologije (IT, elektronika)Z –

ukupno obrazovanjeI –

profesionalno iskustvo D –

degradacija zbog fiziološkog starenja, promene interesovanja i drugih životnih preokupacija

[Z*b+I*(1-b)]*D/100b = 0.6


33



ZNANJA”?

Hvala na pažnji !

Documents

HIDROTEHNIČKI INŽENJER NA POČETKU 21. VEKA – …mjovanovic/gallery/shows/Knjiga2.pdf29/12/2011 Promocija knjige "Regulacija reka" 2002. 1 HIDROTEHNIČKI INŽENJER NA POČETKU