Výpočet neustáleného proudění

Vlastní výpočet probíhá ve dvou a více fázích ("Proudění"), přičemž první fáze slouží k nastavení počátečních podmínek, tj. rozdělení pórových tlaků, tlačné výšky, stupně nasycení a relativního součinitele permeability na počátku výpočtu. Počáteční hodnoty pórových tlaků lze nastavit několika způsoby:

Hladinou podzemní vody (HPV)
Přímo zadat pomocí rozhraní pórového tlaku
Výpočtem úlohy ustáleného proudění

V prvním případě se předpokládá hydrostatické (lineární) rozdělení pórového tlaku po výšce. Zatímco pod HPV se generují kladné pórové tlaky, tak nad úrovní HPV se generují záporné pórové tlaky (sání). Druhý případ umožňuje definovat suchou zeminu např. zadáním záporných pórových tlaků v celé infiltrované oblasti. Třetí možnost vyžaduje řešení úlohy ustáleného proudění. Podle volby materiálového modelu se příslušným pórovým tlakům přiřadí počáteční hodnoty stupně nasycení a relativního součinitele permeability. Rozložení pórových tlaků v první fázi výpočtu odpovídající řešení úlohy ustáleného proudění s odpovídajícími okrajovými podmínkami je patrný z Obr. 1. Jak je zřejmé z tohoto obrázku, tak hodnoty záporných pórových tlaků nad HPV se nezobrazují. Počáteční stav v oblasti nenasycené anebo částečně nasycené zeminy lze posoudit např. na základě rozdělení počátečního stupně nasycení, viz Obr. 2. V případě volby "Voda není" jsou hodnoty počátečních pórových tlaků nastaveny na nulu.

Obr 1. - První fáze výpočtu: Rozdělení počátečních pórových tlaků

Obr 2. - První fáze výpočtu: Rozdělení počátečních hodnot stupně nasycení

Výpočet neustáleného proudění probíhá od druhé fáze, přičemž jednotlivé fáze na sebe navazují. V každé fázi se volí doba výpočtu, časový průběh okrajových (hydraulických) podmínek a délka časového kroku. Současná verze programu předpokládá, že buď celé zatížení je vneseno na počátku fáze, anebo lineárně narůstá po dobu fáze ("Proudění"). V prvním případě se počáteční časový krok volí jako 1/10 zadaného kroku. Následně pak výpočet probíhá s již zadaným časovým krokem. Délku časového kroku je vhodné během analýzy upravovat. Na počátku řešení se doporučuje kratší časový krok. S přibývajícím časem, kdy řešení se již blíží ustálenému stavu lze časový krok i několikanásobně zvětšit (např. z 1/10 dne až na několik dní). Obr. 3 a 4 zobrazují mezilehlý a ustálený stav odpovídající náhlému zvýšení HPV v druhé fázi výpočtu. Obr. 5 a 6 pak zobrazují obdobné stavy při opětovném snížení HPV na původní úroveň v šesté výpočetní fázi.

Obr 3. - Druhá fáze výpočtu: Rozdělení pórových tlaků v určitém čase výpočtu