Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông
Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông, kết hợp mô hình vật lý và mô phỏng CFD để xác định lưu lượng thoát, chiều cao sóng và quy luật lan truyền, cung cấp công thức tính toán ứng dụng thực tế.
Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Luan An
Luận án tiến sĩ kỹ thuật
Năm xuất bản
Số trang
195
Thời gian đọc
30 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Tổng quan sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông
Sóng gián đoạn là hiện tượng thủy lực đặc biệt nguy hiểm khi đập bê tông bị vỡ. Nghiên cứu đặc trưng sóng này giúp dự báo thiệt hại và xây dựng phương án ứng phó hiệu quả. Đập bê tông trọng lực thường gặp nhiều nguy cơ vỡ do thiên tai, lỗi thiết kế hoặc lão hóa kết cấu. Khi đập vỡ, lượng nước khổng lồ thoát ra tạo sóng lũ vỡ đập với vận tốc dòng chảy cực lớn. Sóng xung kích này lan truyền nhanh xuống hạ lưu, gây ngập lụt nghiêm trọng. Độ sâu nước hạ lưu tăng đột ngột trong thời gian ngắn. Việc hiểu rõ đặc trưng sóng gián đoạn là cơ sở quan trọng cho quản lý an toàn đập.
1.1. Định nghĩa sóng gián đoạn và phân loại
Sóng gián đoạn là dạng sóng có mặt trước dốc đứng, chuyển động nhanh theo phương ngang. Khi vỡ đập, sóng này xuất hiện cả thượng lưu và hạ lưu. Tại thượng lưu, sóng âm lan ngược dòng do mực nước hồ đột ngột hạ thấp. Tại hạ lưu, sóng dương truyền xuống với tốc độ cao. Dòng chảy không ổn định tạo nên đặc tính phức tạp của sóng. Phân loại sóng gián đoạn dựa vào cường độ và hướng lan truyền. Nghiên cứu phân loại giúp xác định mức độ nguy hiểm cho từng khu vực.
1.2. Nguyên nhân gây vỡ đập bê tông
Đập bê tông vỡ do nhiều nguyên nhân khác nhau. Lũ lớn vượt khả năng thiết kế là nguyên nhân phổ biến nhất. Nền móng yếu hoặc bị xói lở làm mất ổn định công trình. Lỗi thiết kế kết cấu dẫn đến ứng suất vượt giới hạn chịu lực. Lão hóa vật liệu làm giảm cường độ bê tông theo thời gian. Động đất mạnh tạo lực tác động đột ngột lên thân đập. Chiến tranh hoặc phá hoại cố ý cũng gây vỡ đập. Hiểu rõ nguyên nhân giúp dự báo kịch bản vỡ chính xác hơn.
1.3. Tầm quan trọng nghiên cứu thủy lực vỡ đập
Nghiên cứu thủy lực vỡ đập có ý nghĩa quan trọng cho an toàn xã hội. Dự báo chính xác sóng lũ vỡ đập giúp sơ tán dân kịp thời. Tính toán vùng ngập lụt là cơ sở lập kế hoạch phòng chống thiên tai. Thiết kế công trình hạ lưu cần dữ liệu về vận tốc dòng chảy cực đại. Đánh giá rủi ro đập giúp ưu tiên nguồn lực gia cố, sửa chữa. Mô hình toán học thủy lực hỗ trợ mô phỏng nhiều kịch bản khác nhau. Nghiên cứu này góp phần nâng cao năng lực quản lý đập quốc gia.
II. Phương pháp nghiên cứu sóng lũ vỡ đập
Nghiên cứu sóng lũ vỡ đập sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Mô hình vật lý tái hiện hiện tượng vỡ đập trong phòng thí nghiệm. Mô hình toán học thủy lực mô phỏng quá trình trên máy tính. Phương trình Saint-Venant mô tả dòng chảy không ổn định một chiều. Mô hình CFD (Computational Fluid Dynamics) tính toán chi tiết ba chiều. Kết hợp các phương pháp giúp tận dụng ưu điểm từng loại. Thực nghiệm cung cấp dữ liệu thực tế để hiệu chỉnh mô hình số. Mô phỏng vỡ đập cho phép nghiên cứu nhiều trường hợp khác nhau một cách an toàn và kinh tế.
2.1. Mô hình vật lý nghiên cứu vỡ đập
Mô hình vật lý tái tạo đập thu nhỏ trong kênh thí nghiệm. Tỷ lệ mô hình được chọn theo định luật tương tự Froude. Vật liệu làm đập mô hình phải đảm bảo vỡ đồng thời như thực tế. Cảm biến đo mực nước và vận tốc dòng chảy liên tục. Camera tốc độ cao ghi lại quá trình lan truyền sóng. Thí nghiệm lặp lại nhiều lần để đảm bảo độ tin cậy. Dữ liệu thu được dùng để xây dựng công thức thực nghiệm. Mô hình vật lý cho kết quả trực quan, dễ quan sát hiện tượng.
2.2. Mô hình số CFD mô phỏng vỡ đập
Mô hình CFD giải phương trình Navier-Stokes ba chiều. Phương pháp thể tích hữu hạn (FVM) chia miền tính thành lưới nhỏ. Mô hình rối k-epsilon hoặc LES mô phỏng dòng chảy rối. Phương pháp VOF (Volume of Fluid) theo dõi bề mặt tự do. Điều kiện biên đầu vào là mực nước hồ chứa ban đầu. Điều kiện hạ lưu thiết lập theo độ sâu nước thực tế. Thời gian tính toán phụ thuộc vào kích thước lưới và cấu hình máy tính. Mô hình CFD cho kết quả chi tiết về trường vận tốc và áp suất.
2.3. Phương trình Saint Venant mô tả dòng chảy
Phương trình Saint-Venant gồm phương trình liên tục và động lượng. Phương trình này mô tả dòng chảy không ổn định trong kênh hở. Giả thiết phân bố áp suất thủy tĩnh và độ dốc nhỏ. Phương trình được giải bằng phương pháp sai phân hữu hạn. Sơ đồ số ẩn hoặc hiện tùy theo yêu cầu ổn định. Điều kiện đầu là phân bố mực nước và lưu lượng ban đầu. Điều kiện biên thượng lưu là quá trình lưu lượng thoát qua vết vỡ. Phương pháp này phù hợp cho tính toán nhanh trên sông dài.
III. Đặc trưng sóng gián đoạn tại thượng lưu đập
Sóng gián đoạn tại thượng lưu có đặc điểm riêng biệt. Khi đập vỡ, mực nước hồ chứa hạ nhanh tạo sóng âm. Sóng này lan ngược hướng dòng chảy ban đầu. Chiều cao sóng phụ thuộc vào mực nước hồ và kích thước vết vỡ. Tốc độ lan truyền sóng âm nhỏ hơn sóng dương hạ lưu. Hình dạng sóng thay đổi theo độ sâu hồ chứa. Vùng ảnh hưởng sóng thượng lưu thường nhỏ hơn hạ lưu. Nghiên cứu đặc trưng này quan trọng cho đánh giá ổn định bờ hồ và công trình lân cận.
3.1. Hình dạng sóng gián đoạn thượng lưu
Sóng gián đoạn thượng lưu có mặt trước dốc và mặt sau thoai. Độ dốc mặt trước phụ thuộc vào tốc độ hạ mực nước. Chiều dài sóng tăng theo thời gian khi lan truyền. Chiều rộng sóng bằng chiều rộng hồ chứa tại vị trí đó. Biên dạng sóng không đối xứng do địa hình hồ phức tạp. Độ sâu nước giảm dần từ chân đập ra xa. Quan sát trên mô hình vật lý cho thấy sóng rõ nét trong giai đoạn đầu.
3.2. Tốc độ lan truyền sóng thượng lưu
Tốc độ sóng âm thượng lưu nhỏ hơn tốc độ sóng dương. Công thức tính dựa trên lý thuyết sóng động học. Vận tốc sóng tỷ lệ với căn bậc hai độ sâu nước. Địa hình hồ ảnh hưởng đến quá trình lan truyền. Sóng di chuyển chậm hơn ở vùng nước nông. Thời gian sóng đến các vị trí khác nhau được ghi nhận. Dữ liệu này dùng để kiểm chứng mô hình toán học.
3.3. Mối quan hệ chiều dài và chiều rộng sóng
Tương quan giữa chiều dài và chiều rộng sóng được thiết lập. Tỷ số này phụ thuộc vào hình dạng hồ chứa. Hồ hẹp dài cho tỷ số lớn hơn hồ rộng. Phương trình hồi quy xác định mối liên hệ định lượng. Hệ số tương quan cao chứng tỏ mối quan hệ chặt chẽ. Công thức thực nghiệm giúp dự báo nhanh kích thước sóng. Kết quả áp dụng được cho các hồ chứa tương tự.
IV. Đặc trưng sóng gián đoạn tại hạ lưu đập
Sóng gián đoạn hạ lưu nguy hiểm hơn nhiều so với thượng lưu. Sóng dương lan truyền xuống hạ lưu với vận tốc rất cao. Chiều cao sóng ban đầu phụ thuộc độ sâu nước hạ lưu. Chế độ dòng chảy chuyển từ tĩnh sang cực kỳ động. Vận tốc dòng chảy đạt giá trị cực đại ngay sau mặt sóng. Độ sâu nước hạ lưu tăng đột ngột khi sóng đi qua. Hình dạng sóng thay đổi theo địa hình lòng sông. Nghiên cứu chi tiết đặc trưng hạ lưu là then chốt cho cảnh báo lũ.
4.1. Chế độ dòng chảy hạ lưu khi vỡ đập
Dòng chảy hạ lưu chuyển từ trạng thái ban đầu sang không ổn định. Trước khi vỡ, dòng chảy có thể tĩnh hoặc chảy đều. Ngay khi đập vỡ, sóng xung kích hình thành và lan nhanh. Số Froude tăng vượt 1, dòng chảy chuyển sang siêu tới hạn. Vận tốc dòng chảy tăng gấp nhiều lần so với ban đầu. Ứng suất trượt đáy tăng mạnh gây xói lở nghiêm trọng. Chế độ rối phát triển mạnh mẽ tại mặt sóng. Hiểu rõ chế độ chảy giúp đánh giá sức phá hoại.
4.2. Hình dạng và cấu trúc sóng hạ lưu
Sóng gián đoạn hạ lưu có mặt trước gần như thẳng đứng. Chiều cao sóng giảm dần khi lan xuống hạ lưu xa. Độ dốc mặt sau sóng thoai hơn mặt trước. Bọt khí xuất hiện nhiều tại đỉnh sóng do rối mạnh. Chiều dài sóng tăng theo khoảng cách từ đập. Hình dạng sóng chịu ảnh hưởng bởi độ nhám lòng sông. Kênh hẹp làm sóng cao hơn so với kênh rộng. Quan sát chi tiết cấu trúc sóng qua camera tốc độ cao.
4.3. Tốc độ lan truyền sóng xuống hạ lưu
Tốc độ sóng hạ lưu lớn hơn nhiều so với sóng thượng lưu. Vận tốc sóng phụ thuộc vào độ sâu nước hạ lưu ban đầu. Công thức Ritter mô tả tốc độ sóng trong điều kiện lý tưởng. Thực tế tốc độ nhỏ hơn do ma sát và địa hình. Sóng di chuyển nhanh hơn ở đoạn sông sâu và thẳng. Đoạn sông cong hoặc có chướng ngại làm chậm sóng. Đo đạc tốc độ sóng tại nhiều mặt cắt khác nhau. Dữ liệu này quan trọng cho cảnh báo sớm vùng hạ du.
V. Lưu lượng thoát qua vết vỡ đập bê tông
Lưu lượng thoát qua vết vỡ là yếu tố then chốt định hình sóng lũ. Giá trị lưu lượng cực đại quyết định mức độ nguy hiểm hạ lưu. Lưu lượng phụ thuộc vào kích thước vết vỡ và mực nước hồ. Hình dạng vết vỡ đập bê tông thường là hình chữ nhật hoặc hình thang. Quá trình phát triển vết vỡ diễn ra rất nhanh, chỉ vài phút. Hệ số lưu lượng thoát khác với hệ số tràn thông thường. Công thức thực nghiệm xác định lưu lượng tức thời. Tính toán chính xác lưu lượng là cơ sở cho mô phỏng vỡ đập.
5.1. Công thức tính lưu lượng qua vết vỡ
Công thức lưu lượng có dạng tương tự công thức tràn đập. Lưu lượng tỷ lệ với chiều rộng vết vỡ và cột nước. Hệ số lưu lượng được xác định qua thực nghiệm. Giá trị hệ số dao động từ 0.4 đến 0.8 tùy điều kiện. Mực nước hồ thay đổi theo thời gian ảnh hưởng lưu lượng. Phương trình vi phân mô tả quá trình hạ mực nước. Giải phương trình cho quá trình lưu lượng thoát. Lưu lượng cực đại thường xuất hiện ngay sau khi vỡ.
5.2. Hệ số lưu lượng thoát qua vết vỡ
Hệ số lưu lượng phản ánh đặc điểm dòng chảy qua vết vỡ. Giá trị này nhỏ hơn hệ số tràn do dòng chảy phức tạp. Thu hẹp dòng chảy tại vết vỡ làm giảm hệ số. Hình dạng vết vỡ ảnh hưởng đến giá trị hệ số. Vết vỡ hình chữ nhật có hệ số khác hình thang. Tỷ số độ sâu nước hạ lưu và thượng lưu cũng tác động. Thí nghiệm trên mô hình vật lý xác định hệ số chính xác. Công thức hồi quy thiết lập mối quan hệ với các tham số.
5.3. Quá trình phát triển vết vỡ theo thời gian
Vết vỡ đập bê tông phát triển rất nhanh ban đầu. Kích thước vết vỡ tăng từ nhỏ đến tối đa trong vài phút. Chiều rộng vết vỡ thường đạt giá trị ổn định trước chiều cao. Tốc độ phát triển phụ thuộc cơ chế vỡ đập. Vỡ do tràn đỉnh có quá trình khác vỡ do nứt thân đập. Quan sát trên mô hình cho thấy quá trình rõ ràng. Mô hình số cần hiệu chỉnh thời gian phát triển vết vỡ. Kịch bản vỡ đồng thời toàn bộ đập là trường hợp xấu nhất.
VI. Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu vỡ đập
Mô hình toán học thủy lực là công cụ mạnh nghiên cứu vỡ đập. Phần mềm mô phỏng cho phép tính toán nhiều kịch bản nhanh chóng. Kết hợp mô hình một chiều và hai chiều tùy yêu cầu. Mô hình một chiều dùng phương trình Saint-Venant tính nhanh. Mô hình hai chiều cho kết quả chi tiết vùng ngập. Hiệu chỉnh mô hình bằng số liệu thực đo hoặc mô hình vật lý. Kiểm định mô hình qua sự cố vỡ đập thực tế đã xảy ra. Ứng dụng mô hình tính toán bản đồ ngập lụt phục vụ quy hoạch.
6.1. Thiết lập mô hình số mô phỏng vỡ đập
Thiết lập mô hình bắt đầu từ xây dựng địa hình số. Dữ liệu địa hình lấy từ đo đạc thực địa hoặc bản đồ. Lưới tính toán chia theo kênh sông và vùng ngập. Kích thước lưới cân bằng giữa độ chính xác và thời gian tính. Điều kiện đầu thiết lập mực nước và lưu lượng ban đầu. Điều kiện biên thượng lưu là quá trình lưu lượng vỡ đập. Điều kiện biên hạ lưu là đường cong mực nước - lưu lượng. Tham số nhám Manning xác định theo loại lòng sông.
6.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
Hiệu chỉnh mô hình dùng số liệu mực nước thực đo. So sánh kết quả tính toán với số liệu đo đạc. Điều chỉnh tham số nhám để mô hình phù hợp thực tế. Kiểm tra cân bằng khối lượng nước trong mô hình. Kiểm định mô hình bằng bộ số liệu độc lập khác. Đánh giá độ chính xác qua các chỉ số thống kê. Hệ số Nash-Sutcliffe lớn hơn 0.7 là chấp nhận được. Mô hình đạt yêu cầu mới dùng cho dự báo.
6.3. Tính toán kịch bản và bản đồ ngập
Tính toán nhiều kịch bản vỡ đập khác nhau. Kịch bản khác nhau về kích thước vết vỡ và mực nước hồ. Kết quả tính toán là quá trình mực nước, vận tốc theo thời gian. Xác định vùng ngập, độ sâu ngập tại từng thời điểm. Vẽ bản đồ ngập lụt cho các kịch bản tính toán. Xác định thời gian sóng lũ đến các khu dân cư. Đánh giá mức độ rủi ro cho từng vùng hạ lưu. Bản đồ ngập là cơ sở lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (195 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM BÙI VĂN HỮU NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG SÓNG GIÁN ĐOẠN KHI VỠ ĐẬP BÊ TÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM BÙI VĂN HỮU NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG SÓNG GIÁN ĐOẠN KHI VỠ ĐẬP BÊ TÔNG Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY Mã số: 9 58 02 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Nghĩa Hùng HÀ NỘI – 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, thông tin tham khảo từ các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn đúng quy định.
Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2024 Tác giả luận án Bùi Văn Hữu ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Thủy lực - Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam. Để thực hiện luận án này, tôi đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ, động viên rất nhiều từ các thầy hướng dẫn, đơn vị công tác, cơ sở đào tạo, các nhà khoa học, đồng nghiệp, cùng người thân, bạn bè. Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc đến các thầy hướng dẫn khoa học GS. Lê Văn Nghị, PGS.
Nguyễn Nghĩa Hùng đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, cùng cán bộ khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Thủy lực; Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển; Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, đã hỗ trợ, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học thuộc các Bộ, Ngành, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Trường Đại học Thủy lợi, Trường Đại học Xây dựng, Trường Đại học Khoa học tự nhiên… và quý thầy cô trong các hội đồng, đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu, cung cấp các tài liệu để tôi hoàn thiện luận án. Đặc biệt tôi xin cảm ơn người bạn đời của tôi đã luôn thu xếp và lo toan các công việc gia đình, nuôi dạy các con để tôi yên tâm hoàn thành luận án.
Và cuối cùng tôi xin cảm ơn tất cả thành viên đại gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã ủng hộ, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án tiến sĩ kỹ thuật này. Tác giả Bùi Văn Hữu iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC. iii CÁC ĐỊNH NGHĨA DÙNG TRONG LUẬN ÁN.xii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT. xiii MỞ ĐẦU.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN. 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SỰ CỐ VỠ ĐẬP VÀ SÓNG GIÁN ĐOẠN. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI.
Định nghĩa và phân loại đập. Định nghĩa và phân loại sự cố vỡ đập. Định nghĩa và phân loại sóng gián đoạn [4]. SỰ CỐ VỠ ĐẬP VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY VỠ ĐẬP.
Sự cố vỡ đập. Nguyên nhân vỡ đập. NGHIÊN CỨU VỀ HÌNH DẠNG VẾT VỠ ĐẬP BÊ TÔNG. NGHIÊN CỨU VỀ VỠ ĐẬP VÀ SÓNG GIÁN ĐOẠN.
Nghiên cứu bằng lý thuyết. Nghiên cứu bằng thực nghiệm trên mô hình vật lý. Nghiên cứu bằng mô hình số. LƯU LƯỢNG TỨC THỜI LỚN NHẤT THOÁT QUA VẾT VỠ.
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC, HẠN CHẾ VÀ TỒN TẠI CỦA CÁC NGHIÊN CỨU. Những thành tựu đạt được. Các tồn tại và hạn chế. Hướng nghiên cứu của luận án.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1. 41 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG SÓNG GIÁN ĐOẠN KHI VỠ ĐẬP BÊ TÔNG. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG THOÁT QUA VẾT VỠ. Đặc điểm dòng chảy qua vết vỡ khi vỡ đập.
Dạng công thức tính lưu lượng thoát qua vết vỡ. Phương pháp xác định hệ số lưu lượng thoát qua vết vỡ. LẬP PHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM. Quy hoạch thực nghiệm.
Lý thuyết thứ nguyên và định lý hàm Pi (). Lập phương trình nghiên cứu thực nghiệm. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU. Mô hình vật lý.
Mô hình số CFD. Sự kết hợp giữa mô hình vật lý và mô hình số CFD. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2. 72 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG GIÁN ĐOẠN.
CÁC KỊCH BẢN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VỠ ĐẬP BÊ TÔNG TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ. ĐẶC TRƯNG SÓNG GIÁN ĐOẠN TẠI THƯỢNG LƯU. Hình dạng và sự truyền sóng gián đoạn tại thượng lưu.
Mối liên hệ giữa chiều dài, chiều rộng sóng gián đoạn tại thượng lưu. ĐẶC TRƯNG SÓNG GIÁN ĐOẠN TẠI HẠ LƯU. Chế độ dòng chảy tại hạ lưu khi vỡ đập. Hình dạng sóng gián đoạn tại hạ lưu.
Sự lan truyền sóng gián đoạn tại hạ lưu. THIẾT LẬP TƯƠNG QUAN, CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG GIÁN ĐOẠN. Công thức xác định lưu lượng thoát qua vết vỡ. Xác định chiều cao ban đầu của sóng gián đoạn.
KIỂM TRA SỰ PHÙ HỢP CÔNG THỨC QUA SỰ CỐ THỰC TẾ. Sự cố vỡ đập Gleno - Italia [57]. Thiết lập tính toán bằng mô hình số. Kiểm tra sự phù hợp công thức thiết lập trong luận án.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .126 CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC SÔNG CHÒ 1 [27]. Thông tin chung. Mục tiêu và nhiệm vụ của công trình.
Quy mô, thông số kỹ thuật chủ yếu. Các công trình chính của cụm đầu mối. Cấu tạo địa chất khu vực công trình. Phân tích nguyên nhân có thể gây vỡ đập sông Chò 1.
CÁC THÔNG SỐ BIÊN ĐẦU VÀO DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHIỀU CAO SÓNG KHI XẢY RA SỰ CỐ. Tính toán chiều cao sóng theo các dạng công thức. Tính toán chiều cao sóng theo các công thức của do luận án thiết lập.
So sánh kết quả tính chiều cao sóng khi sử dụng công thức của các tác giả khác và của luận án. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. Các kết quả đã đạt được của luận án. Các tồn tại và hạn chế của luận án.
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .143 CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ. Giá trị độ sâu ngập, vận tốc dòng chảy hạ lưu tại x= 400m. Lý thuyết hồi quy, phân tích và đọc kết quả hồi quy tuyến tính bội trong IBM SPSS Statistics 20. Kết quả thí nghiệm mô hình vật lý vỡ đập Sơn La .167 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.
Sơ đồ phân loại đập. Sơ đồ khi vỡ đập. Các thông số của vết vỡ (mặt cắt A-A). Các loại sóng gián đoạn.
Sóng gián đoạn truyền trên lòng dẫn trong sự cố vỡ đập Swar Chaung – Myannma năm 2018. Tỉ lệ vỡ đập trên thế giới qua các giai đoạn. Tỉ lệ vỡ đập tại các khu vực trên thế giới. Tỉ lệ vỡ đập theo nghiên cứu của Limin Zhang et al (2016).
Một số hình ảnh sau sự cố vỡ đập trên thế giới. Một số hình ảnh sau sự cố vỡ đập tại Việt Nam. Một số sự cố vỡ đập bê tông. Sơ đồ đặc trưng sóng vỡ đập trên kênh có độ dốc i =0.
Các dạng sơ đồ bố trí thí nghiệm trên mô hình thực nghiệm. Mặt cắt vết vỡ dạng hình chữ nhật. Mặt cắt vết vỡ dạng hình thang. Hệ thống ròng rọc nâng hạ tấm chắn tạo đập.
Sóng gián đoạn được tạo ra khi sử dụng vật cản. Sóng gián đoạn được tạo ra khi không sử dụng vật cản. Hình dạng sóng thu được (a) từ ảnh chụp, (b) qua xử lý. Quá trình phát triển vết vỡ của đập Hòa Bình.
Mô hình mô phỏng và so sánh kết quả thu được từ các mô hình mô phỏng [35]. So sánh mặt nước giữa thực đo RANS và SWE tại các thời điểm T. So sánh độ ngập sâu ban đầu với mố nhám hình thang A. So sánh kết quả (a) thực nghiệm với (b) mô hình số (ℎℎ /𝐻=0,1).
Sơ đồ truyền sóng gián đoạn ở hạ lưu lòng dẫn. Dòng chảy qua vết vỡ. Phạm vi xây dựng mô hình Sơn La. Sơ đồ bố trí thí nghiệm trên MHVL của luận án.
Mô hình vật lý vỡ đập bê tông. Máng lường đo lưu lượng vỡ đập đặt tại hạ lưu. Đập hình thang. Máy tính và thiết bị đo tín hiệu sóng gián đoạn.
Gia công và lắp đặt thiết bị tạo vết vỡ. Thiết bị mô phỏng vỡ đập. Vận hành thiết bị. Các lựa chọn mô hình dòng rối.
Sơ đồ các bước thực hiện mô hình Flow-3D. Các khu vực mô phỏng được thiết lập và tạo dựng trong phần mềm SketchUp. Phạm vi thiết lập mô phỏng trên mô hình Flow-3D. Phạm vi mô phỏng và miền lưới tính toán.
Mặt bằng lưới tính toán. Điều kiện biên của mô hình. Vị trí xác định trên mô hình vật lý (MHVL) tại x=400m. Hình dạng sóng gián đoạn tại hạ lưu trên MHVL và Flow-3D.
Độ sâu và lưu tốc dòng chảy tại điểm x=400m. Sơ đồ tính toán các đặc trưng sóng gián đoạn. Hình dạng chia các khối. Hình dạng các khối đập được thi công và lắp dựng.
Dòng chảy làm các khối đập di chuyển. Các khối đập bị trôi nhìn từ thượng lưu. Kết cấu tạo vết vỡ khi mô phỏng vỡ đập bê tông. Quá trình truyền sóng khi vỡ đập.
Hình dạng sóng ở thượng lưu với B=0,5 và hf <=0,9. Sự lan truyền sóng gián đoạn tại thượng lưu. Cắt ngang hồ chứa tại X=0,25m .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông, kết hợp mô hình vật lý và mô phỏng CFD để xác định lưu lượng thoát, chiều cao sóng và quy luật lan truyền, cung cấp công thức tính toán ứng dụng thực tế.
Luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam. Năm bảo vệ: 2024.
Luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" thuộc chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy. Danh mục: Kỹ Thuật Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp.
Luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" có 195 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu đặc trưng sóng gián đoạn khi vỡ đập bê tông" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.