Luận án tiến sĩ nghiên cứu xây dựng thử nghiệm bản đồ dòng chảy tuyến luồng hàng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH NCS. NGUYỄN VĂN CANG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM BẢN ĐỒ DÒNG CHẢY TUYẾN LUỒNG HÀNG HẢI HẢI PHÒNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC DẪN TÀU AN TOÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ TP. HỒ CHÍ MINH – 8/2022 luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.

HỒ CHÍ MINH NCS. NGUYỄN VĂN CANG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM BẢN ĐỒ DÒNG CHẢY TUYẾN LUỒNG HÀNG HẢI HẢI PHÒNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC DẪN TÀU AN TOÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành: Khoa học hàng hải Mã số ngành: 9840106 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: 1. NGUYỄN XUÂN PHƯƠNG 2. PHẠM KỲ QUANG luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat i LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là Nguyễn Văn Cang - Nghiên cứu sinh ngành Khoa học hàng hải và tác giả luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm bản đồ dòng chảy tuyến luồng hàng hải Hải Phòng phục vụ công tác dẫn tàu an toàn”, dưới sự hướng dẫn của tập thể người hướng dẫn PGS.

Nguyễn Xuân Phương và PGS. Phạm Kỳ Quang, thực hiện tại Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh. Bằng danh dự của bản thân, nghiên cứu sinh cam đoan rằng: - Luận án này là công trình nghiên cứu của riêng nghiên cứu sinh, không có phần nội dung nào được sao chép một cách bất hợp pháp, từ công trình nghiên cứu của tác giả hay nhóm tác giả khác; - Các số liệu, kết quả nghiên cứu được nêu trong luận án, chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác trước đó; - Các thông tin, số liệu trích dẫn, tài liệu tham khảo trong luận án đều được chỉ rõ về xuất xứ, nguồn gốc và đảm bảo tính trung thực. Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 8 năm 2022 Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Cang luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ii LỜI CẢM ƠN Với sự nỗ lực không ngừng của bản thân trong quá trình học tập, nghiên cứu, tìm tòi tài liệu, vận dụng kiến thức đã học trong Nhà trường và trải qua thực tiễn công tác.

Mặt khác, được sự giúp đỡ tận tình, chu đáo của các thầy hướng dẫn khoa học, nhà khoa học, thầy cô giáo, đồng nghiệp và gia đình, đến nay đề tài luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh đã được hoàn thành. Có được kết quả này, trước tiên, nghiên cứu sinh xin trân trọng và bày tỏ sự tri ân đến PGS. Nguyễn Xuân Phương, PGS. Phạm Kỳ Quang, đã hướng dẫn trách nhiệm, tận tình suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận án tiến sĩ tại Trường.

Nghiên cứu sinh trân trọng cám ơn sự động viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất của Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Hàng hải, Viện Đào tạo Sau đại học, Lãnh đạo các Ban/Ngành liên quan, các đơn vị, Công ty vận tải biển, Cảng vụ Hàng hải, Tổng công ty Bảo đảm An toàn Hàng hải Miền Bắc,… trong quá trình học tập và nghiên cứu. Nghiên cứu sinh bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất, trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh. Rất mong tiếp tục nhận được sự đóng góp ý kiến cho luận án, từ các nhà khoa học, các thầy cô giáo, cán bộ, giảng viên và đồng nghiệp. Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Cang luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat iii TÓM TẮT Một trong những nguyên tắc dẫn tàu an toàn trên các tuyến luồng hàng hải nói chung, và điều động tàu cập cầu cảng để phục vụ công tác xếp, dỡ hàng hóa hay dẫn tàu đến khu neo đậu là dẫn tàu ngược dòng (dòng chảy do thủy triều gây ra và có tính chất tuần hoàn).

Hiện nay, Hoa tiêu và Thuyền trưởng dẫn tàu trên các tuyến luồng hàng hải của Việt Nam đều dùng bảng thuỷ triều Việt Nam (gồm 3 tập) hoặc dùng bảng thủy triều Anh. Việc dùng bảng thuỷ triều xuất hiện những nhược điểm là: Bảng thuỷ triều chỉ cho biết thời gian và độ cao nước lớn và nước ròng trong một ngày tại một khu vực địa lý, nghĩa là mang tính tức thời. Vì vậy, việc dự đoán thuỷ triều tại các thời điểm khác cần phải tính toán nội suy. Việc này ít nhiều dẫn đến suy giảm độ chính xác, không có tính liên tục và không trực quan, gây khó khăn cho Hoa tiêu và Thuyền trưởng trong quá trình dẫn tàu, đặc biệt khi dẫn tàu hành trình trong tuyến luồng hàng hải.

Xuất phát từ cơ sở lý luận trên, nhằm từng bước khắc phục nhược điểm này, góp phần dẫn tàu an toàn trên tuyến luồng hàng hải, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm bản đồ dòng chảy tuyến luồng hàng hải Hải Phòng phục vụ công tác dẫn tàu an toàn”. Để đạt được mục tiêu đề ra, tác giả đã nghiên cứu về tuyến luồng hàng hải Hải Phòng, phân chia tuyến luồng thành các đoạn luồng để tính toán mô phỏng, kế thừa số liệu của bảng thủy triều và số liệu của các trạm quan trắc mực thủy triều trên tuyến luồng hàng hải Hải Phòng (gồm các trạm: Arroyo, Sông Cấm và Lạch Huyện), sau đó tiến hành khảo sát, đo đạc thực tế tại thực địa của khu vực nghiên cứu, cùng với ứng dụng CFD (Computational Fluid Dynamics) với Fluent - Ansys, để tính toán mô phỏng và sử dụng kỹ thuật xây dựng bản đồ khu vực, để đưa ra bản đồ dòng chảy (dòng triều) dưới dạng giấy và số hoá. Trên bản đồ dòng chảy hiển thị tường minh và liên tục hướng, tốc độ dòng chảy tại từng thời điểm của mỗi ngày và các ngày trong năm của khu vực khảo sát nghiên cứu, cụ thể là khu vực tuyến luồng hàng hải Hải Phòng. Từ khoá: Dẫn tàu an toàn, luồng hàng hải Hải Phòng, bảng đồ dòng chảy, CFD.

luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat iv ABSTRACT One of principles for safe navigation on fairways, berthing for load and discharge cargo or navigating to anchor area, is to maneuver upstream (the current caused by tidal and it is cyclical). Currently, Pilots and Captains, who maneuver their vessels in the Vietnam fairways, use the Vietnam tidal table (03 volumes) or British tidal table. The disadvantages of this method are it only indicates daily the height and time of high and low-tide in a specific area, meaning that it is only instantaneous. Therefore, the prediction of tidal at other times has to be calculated by using the interpolation method.

This practice can lead to a decrease in the accuracy, continuation and visualization, which causes difficulty for the Pilots and Captains on navigation, especially when maneuver on fairways. Stemmed from the mentioned theoretical basis, to overcome the shortcoming and contribute to safe navigation in the fairway, I make this thesis named „Building a tidal stream chart on Hai Phong fairway for safe navigation“. To achieve the set objectives, The author has studied the Hai Phong navigation fairway, dividing the channel into sections for simulation calculation, observed figures of monitoring station on Hai Phong fairway (including Arroyo, Cam River, and Lach Huyen station), combined with the real-time data of the surveyed areas, applied the CFD (Computational Fluid Dynamics) with Fluent– Ansys application, to simulate along with mapping technique, to construct current chart (tidal stream) in paper form and in digital form. This chart will constantly and explicitly display the current direction and velocity at any specific time in a day and daily in a year of surveyed areas, specially, the Hai Phong navigation fairway.

Index Terms – Navigation safely, Hai Phong navigation fairway, tidal stream chart, CFD. luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. iv MỤC LỤC. v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU.

ix DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ. xi DANH MỤC CÁC BẢNG. xv MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của luận án.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án. Phương pháp nghiên cứu của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án.

Những điểm đóng góp mới của luận án. Kết cấu của luận án. TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ DÒNG CHẢY TUYẾN LUỒNG HÀNG HẢI HẢI PHÒNG. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu của luận án.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới liên quan đến luận án. Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến luận án. Tổng quan về tuyến luồng hàng hải Hải Phòng. Đặc điểm cơ bản của tuyến luồng Hải Phòng.

18 luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat vi 1. Đặc điểm chế độ thủy triều tại khu vực Hải Phòng. Phân chia tuyến luồng hàng hải Hải Phòng thành các đoạn luồng phục vụ tính toán mô phỏng. Giới hạn vấn đề nghiên cứu của luận án.

Kết luận chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỘNG LỰC HỌC DÒNG CHẢY, ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG CHẢY ĐẾN SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU VÀ ỨNG DỤNG CFD TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY TUYẾN LUỒNG HÀNG HẢI. Cơ sở lý luận động lực học dòng chảy tuyến luồng hàng hải. Tính toán thủy triều trong hàng hải.

Giới thiệu lịch thủy triều Anh và bảng thủy triều Việt Nam. Phương pháp tính toán thủy triều trong hàng hải .3 Sử dụng lịch thủy triều Anh kết hợp hải đồ để tính toán dòng triều. Ảnh hưởng của dòng chảy đến sự chuyển động của tàu. Lựa chọn phương pháp tính toán mô phỏng dòng chảy trên tuyến luồng hàng hải.

Giới thiệu CFD. Giới thiệu phần mềm MIKE. Giới thiệu phần mềm Flow-3D. Kết luận chương 2.

TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY TUYẾN LUỒNG HÀNG HẢI HẢI PHÒNG. Xây dựng mô hình nghiên cứu. Xây dựng quy trình ứng dụng CFD tính toán mô phỏng dòng chảy tuyến luồng hàng hải Hải Phòng. 70 luan an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat vii 3.

Phân tích sơ đồ quy trình ứng dụng CFD tính toán mô phỏng. Thực hiện quy trình xây dựng mô hình nghiên cứu bám sát thực tế. Vẽ mô hình, chia lưới và đặt điều kiện biên cho mô hình tính toán. Ứng dụng CFD với Fluent - Ansys tính toán mô phỏng vận tốc dòng chảy.

Phân tích kết quả tính toán mô phỏng (hiệu chỉnh mô hình nếu cần). Kết luận chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ DÒNG CHẢY TUYẾN LUỒNG HÀNG HẢI HẢI PHÒNG. Nghiên cứu thực nghiệm tại thực địa trên tuyến luồng Hải Phòng.

Phương án nghiên cứu thực nghiệm. Thực hiện đối với phương án thứ nhất - Sử dụng bộ dữ liệu tại các trạm quan trắc đo mực thủy triều trên tuyến luồng hàng hải Hải Phòng .