Metoda Elementów Skończonych (MES)

dwa słowa wstępu, czyli po co to wszystko

Poprawne oszacowanie ilości filtrującej przez korpus zapory wody oraz znalezienie w nim najbardziej zbliżonego do rzeczywistości położenia krzywej depresji, należą do wyjątkowo odpowiedzialnych prac wykonywanych podczas fazy projektowania każdej budowli hydrotechnicznej. Poprawność tych obliczeń decyduje o bezpieczeństwie przy eksploatacji wykonanego obiektu. Przez zastosowanie uproszczonych metod do przybliżonego wyznaczania poszukiwanych wielkości powstaje ryzyko wystąpienia znacznych błędów. Niedoszacowanie – w przypadku przepływu filtracyjnego – może okazać się błędem grożącym awarią budowli. Badania modelowe, posiadające wiele zalet dydaktycznych, są dość kosztowne. Nie pozwalają również na wykonanie dokładnych pomiarów poszukiwanych wielkości, a ryzyko popełnienia błędu jest znaczne. Natomiast znajomość praw rządzących przepływem wód gruntowych pozwala na wykorzystanie do symulowania filtracji metod numerycznych. O dokładności takich obliczeń decyduje jedynie dokładność rozpoznania warunków wodno – gruntowych.

Ponieważ w ostatnich latach obserwuje się dość znaczny przyrost wydajności komputerów przy jednoczesnym spadku ich cen (co powoduje że praktycznie każdy ma dostęp do takiej maszyny) oraz dostępność szerokiej gamy specjalistycznych narzędzi do tworzenia własnych programów, można bez problemu pokusić się o napisanie własnej aplikacji, która będzie pomocna w fazie projektowania budowli hydrotechnicznej. Aplikacja ta, bazująca na jednej z popularnych metod numerycznych, stanowić będzie atrakcyjną alternatywę dla żmudnych obliczeń wykonywanych przy pomocy kalkulatora.

Moja praca dyplomowa stanowiła właśnie próbę wykorzystania doskonale znanego wszystkim sprzętu komputerowego w symulacji przepływu wody w gruncie i procesie wspomagania projektowania konstrukcji inżynierskich bezpośrednio wpływających na ten przepływ.