Pohyb sedimentů

Popis pohybu částice a mraku částic v proudu kapaliny je důležitý pro poznání řady přírodních procesů, zejména pro pohyb sedimentů ve vodních tocích a nádržích nebo pro proces vodní a větrné eroze. Na základě zkušeností z pozorování v přírodě a experimentálního výzkumu jsou rozlišovány tři základní způsoby pohybu částic – sunutí nebo rotace, saltace a unášení. Velký význam pro přenos sedimentů v tocích má zejména saltační pohyb částic v kanálech s drsným dnem, protože většina zrnitých sedimentů se pohybuje saltací.

Cílem výzkumu je matematické modelování a numerická simulace pohybu částice a mraku částic v kanále nebo potrubí při různých podmínkách proudění, sestavení matematického a numerického modelu pohybu částic a jejich kalibrace a verifikace na základě výsledků experimentálního výzkumu. Pro účely numerické simulace je vhodné saltační pohyb rozdělit do dvou fází, pohyb částice v nosné kapalině a interakce částice se dnem.

• 2D a 3D modely saltačního pohybučástic v otevřených korytech s drsným dnem.
• Modelování zrnitého dna a interakce pohyblivých částic se dnem. Vliv sktruktury dna a velikosti částic.
• Hydrodynamické síly působící na částice při pohybu v tekutině (odporová, Magnusova, Safmanova, Basetova historická síla). Vliv translačního a rotačního pohybu částice na součinitele odporové a Magnusovy síly. Vliv Stokesovy síly na součinitel restituce částice.
• Simulace saltačního pohybu pevných částic v turbulentním proudu pomocí metody diskretizované Boltzmannovy rovnice (LBM).
• Sedimentace anorganických částic a suspenzí.