1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Mô phỏng trường sóng do bão ven biển miền Trung

142 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Mô phỏng trường sóng do bão ven biển miền Trung
Tác giả Vừ Duy Long
Người hướng dẫn TS. Trần Thu Tõm
Trường học Trường Đại học Bách Khoa — ĐHQG-HCM
Chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng
Thể loại Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2013
Thành phố TP. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 142
Dung lượng 22,2 MB

Nội dung

Luận văn đặt ra vẫn đề sử dụng mô hình toán để mô phỏng các cơn bãovà tính toán các đặc trưng sóng trong bão, tạo ra dãy số liệu đặc trưng sóng trongbão đủ dài để áp dụng các phương pháp

Trang 1

MÔ PHỎNG TRƯỜNG SÓNG DO BÃO

VEN BIEN MIEN TRUNG

Chuyên ngành : Xây dựng công trình biểnMã số: 60 58 45

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 7 năm 2013

Trang 2

Cán bộ hướng dẫn khoa hOC : ¿- s6 + + E38 Y2 re

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký)Cán bộ chấm nhận Xét Ï : - SE 9E EESEEESE 2E SESEgkreEsereekes

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký)Cán bộ chấm nhận x€t 2 : - E3 56912128 EE9E 119128 E5 911 xe

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký)Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tai Trường Dai học Bach Khoa, DHQG Tp.HCM ngày tháng năm

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ họ, tên, học ham, học vi cua Hội đông cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Trang 3

NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: Võ Duy Long MSHV: 11020364Ngày, tháng, năm sinh: 03/03/1985 Nơi sinh: Quảng NamChuyên ngành: Xây dựng công trình biển Mã số: 60 58 45I TÊN DE TÀI: Mô phỏng trường sóng do bão ven biển miễn Trung.NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Tông quan vê các mô hình trường gió do bão va ứng dụng mồ hình gió củaJelesnianski để tạo trường gió do bão

2 Tổng quan về các mô hình sóng và ứng dụng mô hình SWAN để mô phỏngtrường sóng do bão.

3 Tổng hop số liệu bão lich sử để mô phỏng sóng do bão tại khu vực miềnTrung Việt Nam.

4 Xử lý thống kê kết quả mô phỏng sóng do bão ven biển miền Trung.II NGÀY GIAO NHIEM VU: 06/2012

HI NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 14/06/2013

IV CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: TS Trần Thu Tâm

Tp HCM, ngày tháng năm 2013

CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NGHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

KHOA QUAN LÝ CHUYEN NGÀNH

Trang 4

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sac đến TS Trần Thu Tâm, Thay đã trực tiếphướng dẫn và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện luận văn.

Em xin cảm ơn các Thay Cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dung va đặc biệt là cácThay Cô trong bộ môn Cảng — Công trình biến đã truyền đạt những kinh nghiệm,kiến thức quý trong suốt quá trình học tập

Con xin cảm ơn cha mẹ và gia đình đã luôn động viên, khuyên khích và tạomọi điêu kiện đề con học tập và làm việc Day là nguôn động lực lớn lao dé conhoàn thành quá trình học tập.

Xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè đã hỗ trợ tư liệu, nhiệt tình giúp đỡ trongmọi lĩnh vực.

Trang 5

Để nghiên cứu, xác định các đặc trưng thông kê sóng bão trong thời gian dài cầnphải có số liệu các đặc trưng sóng tại khu vực đó trong nhiều năm, làm số liệuthống kê Luận văn đặt ra vẫn đề sử dụng mô hình toán để mô phỏng các cơn bãovà tính toán các đặc trưng sóng trong bão, tạo ra dãy số liệu đặc trưng sóng trongbão đủ dài để áp dụng các phương pháp thống kê dài hạn nhằm xác định quy luậtphân bố xác suất, từ đó tính toán độ cao sóng, chu kỳ sóng thiết kế ứng với tầnsuất vượt khác nhau Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văngôm: phương pháp mô hình số được sử dụng dé mô phỏng trường gió bão vàtrường sóng trong bão Phương pháp thông kê được sử dụng trong thống kê các

đặc trưng sóng Kết quả nghiên cứu đạt được: Luận văn đã xác định được hàm

phân bố xác suất lý thuyết phù hợp với các giá trị xác suất thực nghiệm của độcao sóng và chu kỳ sóng, nhờ đó có thé tính được các độ cao sóng, chu kỳ sóngứng với tần suất vượt khác nhau Dựa vào kết quả thống kê độ cao sóng, hướngsóng luận văn đã xác định các hướng có độ cao sóng nguy hiểm trong bão Kếtquả cho thấy, đối với độ cao sóng thì hàm phân bố Burr là phù hợp nhất với khuvực nghiên cứu Đối với chu kỳ sóng thì hàm phân bố Johnson SB phù hợp nhấtvới khu vực nghiên cứu.

Trang 6

In this research, the numerical model was used to simulate the wind field and thenthe wave field of the storm Using historical best tracks of the storm thecharacteristic waves along the coast are collectioned after each storm simulation Inthis way, we create long series of waves characteristics, and then the statisticalmethod is used to obtaine the probability distribution functions of the wave heightand wave period The results show that the Burr distribution function fitted well tosimulated value of wave heights and the Johnson SB distribution function fittedwell to simulated value of wave period Furthermore, the thesis also determined thedangerous direction of wave in storm basing on the statistical characteristics of the

waves storm.

Trang 7

Tôi xin cam đoan luận văn “Mô phỏng trường sóng do bão ven biên miễnTrung” là công trình nghiên cứu riêng của tôi.

Các số liệu và trích dẫn được trình bày trong luận văn là trung thực Toàn bộkết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố trong các công trìnhnghiên cứu khác.

Tác giả luận văn

Võ Duy Long

Trang 8

Danh mục Dang ccccscsssssssccccssssssssssssssssssscccccssscssssssssssssssccccccssscssssssssssssssssccsssscecs ViiChương 1 GIỚI TTHIỆCU 5-< << << << S£ S£ 2£ e5 s4 EEeEeEeEesesesese 11.1 Đặt vẫn dé coe ce eccsecscecescscscscscecessscsvscscecsesevevscecesseevscacecessevavacacecesevavaceasevavacees |1.2 Mục đích và phạm vi nghiÊn CỨU - 5G 6000101011018 133 11111 kg 1 re 2

1.2.1 Mục đích của dé tài - - S11 11121 11 111121 ng ngu 21.2.2 Pham hj0i 30 i00 21.3 Nội dung nghién CỨU - - << + 19000 0 re 21.4 Các nghiên cứu HEN qU411 - 5G 10 119999930001 re 3

1.4.1 Các nghiên cứu yếu tố sóng, gió khu vực vùng biển miền Trung ViệtNAM PP HG -.ớnaiẳÝÝÝÝâŸỶŸÝỔÔỔÔỔÔŸÔÔỔÔỞỔỐỔỐỔỐỞỐỞỐỐỞỐỞỐỞỐỐỐỞỠO 3

1.4.2 Các nghiên cứu và ứng dung mồ hình gió bão thực nghiệm 4Chương 2 MÔ HÌNH GIÓ BÃO << 5 s5 5 se xe 9E xcsesssse 52.1 Tổng quan về bãO ¿- 5521932212393 121911212111 232111 1121111111111 1.1111 52.2 MO phỏng trường 816 ĐãO cọ nọ và 62.3 M6 hình gió bão sử dụng trong luận văn - «s1 1 1k eree 102.4 Mô phỏng trường gió trong cơn DAO eeeeessssneeeceeeseeeesaceeeceeseesaeeeeeeeeeeaneees 18

Chương 3 MÔ HÌNH SÓNG ° < sư x9 9 u99 s59 xe 22

3.1 Tổng quan về mô hình số trong tính toán sóng - + 2+2 s+x+s+scs+z 223.2 Mô hình tính sóng SWAN HH ng HH ng 23

3.2.1 Giới thiệu về mô hình SWAN - 52c +22 2x2vErkekrrrkrrrrrreee 233.2.2 Phương trình cân bằng năng lượng - 22+ 5s+s+c+czzszxzescee, 243.2.3 Các số hạng nguÖn ¿+ 552 E922 SE2ES 2323921212111 211 12111 cxe 25

Trang 9

3.3 Giới thiệu sơ lược về phan mềm Delft 3D và module tính sóng 3D — Wave 26

Chương 4 MO PHONG TRƯỜNG SÓNG TRONG BAO TẠI KHU VUCNGHIEN 9010021237 ——- Ô 28

4.1 VỊ trí địa lý khu vực nghiÊn CUU - - << G5510 1S ng ke 284.2 Các số liệu đầu vào cho mô hình tính sóng - ¿2 - + + 2 2+2+s+£+£z£zszxceee 294.3 Kiểm định mô hình - - St sEE SE 9391 SE 938 919111 3 E111 rei 38AA KEt 1UAM vec cccccscecccscecescssccscscecessevecscececssvevacscecsssevavacecessevavacacecssvavacaseceavacaceceavanes 46Chương 5 PHAN BO XÁC SUAT CAC DAC TRUNG SÓNG 475.1 Tong quan ly thuyết thong kê các đặc trưng sóng -2-+ccecxevcrecre 475.2 Thống kê các đặc trưng sóng trong bão - 2-22 ©+2+£E££EEEEEtEEerrkerrerrkeee 51

5.2.1 Thu thập track ĐãO - - - 5 4 HH Tư nh 515.2.2 Phân bồ giá frỊ cực trị dO CAO SONG - G1 vn nga 535.2.3 Phân bồ giá frỊ cực trị CHU KY SỐNØ - - <1 ng ng re 665.2.4 Tan suất độ cao sóng theo các hướng ceecseessesssssssesssessseesseessessseesseesseesseeen 755.3 Nhận xét và Ket luận - c- % s k9 SEk SE SE SE E911 E131 E111 E1 111k 90Chương 6 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, 5 5< 5 s2 ssssesssssese 926.1 K@t an cece ccccecescsccsecscecessssscscececeecevscscecsssvavacececsesevscacecsssavavacacessescucessevavaeees 926.2 Kiến nghiccceccccccccccscscccscscscsssscscscsesssscscssscssscscscscsssscsescscssscsescsvsssecsessscscsesseeeseass 93TÀI LIEU THAM KH ÁOO 2 5° << S2 S2 95s se zsessssese 943;10800 90157 PLI3;10850 921 PL16PHU LUC 1011577 PL20PHU LUC %4 1 PL22PHU LUC 5 2° ©£©EE# E224 EEE4eEEEeEE2deEEA4EE99EE22s22229SE PL28

Trang 10

DANH MUC HINH

Hình 2.1: Con bão Katrina đỗ bộ vào nước Mỹ năm 2005 - ¿se sex: 5Hình 2.2: Mô phỏng điển hình một cơn bão ¿+ + + E6 £eEeEeEerereeeeced 6Hình 2.3: Các thành phân vận tốc trong một CON bão + se sE+E+Eeeeeeeced 7Hình 2.4: Kết quả so sánh lời giải trực tiếp và lời giải đầy đủ c-s¿ 13

Hình 2.5: Vận tốc 210 gradient hiệu chỉnh, lệch vào tâm một góc $ 13

Hình 2.6: Trường gió bão trong trường hợp đối xứng tròn xoay wees eee eeeeee 14Hình 2.7: Vận tốc gió tại một điểm khi chịu ảnh hưởng của sự chuyển động tâm01001 Ầ 14

Hình 2.8: Trường gió bão trong trường hợp ảnh hưởng của tâm bão di chuyén 15

Hình 2.9: Truong gió trong cơn bão Frizt lúc 18h 23-09-1997 «- 19

Hình 2.10: Trường gió trong cơn bão Frizt lúc 00h 24-09-1997 19

Hình 2.11: Trường gió trong cơn bão Frizt lúc 06h 24-09-1997 20

Hình 2.12: Trường gió trong cơn bão Frizt lúc 12h 24-09-1997 20

Hình 2.13: Trường gió trong cơn bão Frizt lúc 18h 24-09-1997 21

Hình 2.14: Trường gió trong cơn bão Frizt lúc 00h 25-09-1997 21

Hình 3.1: Phan mém Delft3D 0 eseeseessesseeseesseeseeseeceeeseeseeseeeneeueeseeseeseseneeneeneeeneenee 26Hình 4.1: Khu vực nghiÊn CWu cccccccsssssssesseseeseseeeeessensssnsssnsaeeaeaeeeeaeeaaeeeeees 28Hình 4.2: Số liệu được số hóa từ các bản đỒ -c:cccccsrerrsrierirrrrrrrrreeo 30Hình 4.3: Địa hình khu vực nghiÊn CỨU 7-5 Ặ 55555333333 EEEeeeeeeeeees 3lHình 4.4: Các lưới tính thử nghiệm tại khu vực nghiÊn cứỨu - - <5: 32Hình 4.5: Kết quả tính toán độ cao sóng với các lưới có độ rộng khác nhau 34

Hình 4.6: Biêu diễn độ cao sóng ứng với các lưới có độ rộng khác nhau 35

Trang 11

Hình 4.7: Kết quả tính sóng của 4 trường hợp tại Đà Nẵng - 37

Hình 4.8: Kết quả tính sóng của 4 trường hợp tại điểm cách Da Nẵng 200 km 37

Hình 4.9: Kết qua tính sóng của 4 trường hợp tại điểm cách Da Nang 300 km 37

Hình 4.10: Đường di của cơn bão ET1Zf - S19 1 ng re 39Hình 4.11: Lưới được sử dụng để tính toán 107 40

Hình 4.12: Trường độ cao sóng có nghĩa trong bão lúc 18h 23-09-1997 41

Hình 4.13: Trường độ cao sóng có nghĩa trong bão lúc 00h 24-09-1997 42

Hình 4.14: Trường độ cao sóng có nghĩa trong bão lúc 06h 24-09-1997 42

Hình 4.15: Trường độ cao sóng có nghĩa trong bão lúc 12h 24-09-1997 43

Hình 4.16: Trường độ cao sóng có nghĩa trong bão lúc 18h 24-09-1997 43

Hình 4.17: Trường độ cao sóng có nghĩa trong bão lúc 00h 25-09-1997 4

Hình 4.18: Đồ thị thể hiện kết quả thực đo và kết quả tính toán độ cao sóng có¡41:0 45

Hình 5.1: Track bão đồ bộ vào khu vực nghiÊn CỨU 55 Ă S353 51Hình 5.2: Vị trí các điểm tính tOán - tk 1121 1E 1111121 1E 1g vn neo 52Hình 5.3: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Da Nẵng ¬ 54Hình 5.4: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Da Nẵng ¬ 55Hình 5.5: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Da Nẵng ¬ 56Hình 5.6: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Quy Nhơn « «<< «<2 57Hình 5.7: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Van Phong «« «+ 58

Hình 5.8: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Cam Ranh -«««« «+2 59Hình 5.9: Phân bố giá tri cực tri độ cao sóng tại Đảo Phú Quý - 60

Hình 5.10: Biéu diễn đường cong Weibull và Burr tại điểm Đà Nẵng 61

Hình 5.11: Biéu diễn đường cong Weibull va Burr tại điểm Núi Thành 62

Trang 12

Hình 5.14:Hình 5.15:Hình 5.16:Hình 5.17:

Biểu diễn đường cong Weibull va Burr tại điểm Vân Phong 63

Biểu diễn đường cong Weibull và Burr tại điểm Cam Ranh 64

Biểu diễn đường cong Weibull và Burr tại điểm Dao Phú Quý 64

Độ cao sóng có nghĩa ứng với tần suất vượt 1% tại các điểm được tínhtừ hàm Burr và Weibull - + + c1 2111111111111 1111 1551111115555 65Hình 5.18: Phân bố giá tri cực tri chu kỳ sóng tại Da Nẵng ¬— 67Hình 5.19: Phân bố giá tri cực tri chu ky sóng tại Núi Thành 68

Hình 5.20: Phân bố giá tri cực tri chu kỳ sóng tại Phù Mỹ - <-«««- 69Hình 5.21: Phân bố giá tri cực tri chu kỳ sóng tai Quy Nhơn -«««- 70

Hình 5.22: Phân bố giá tri cực tri chu kỳ sóng tại Vân Phong «««- 71

Hình 5.23: Phân bố giá tri cực tri chu ky sóng tại Cam Ranh ««««- 72

Hình 5.24: Phân bố giá tri cực tri chu kỳ sóng tại Đảo Phú Quý ‹- 73

Hình 5.25: Hoa sóng thể hiện tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Đà12575 ::::‹:+:I(I: 82Hình 5.26: Hoa sóng thé hiện tan suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo cáchướng trạm Đà Nẵng, - +55 S2 S* 2xx 2xx tro 32Hình 5.27: Hoa sóng thé hiện tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Núi¡0 0a nh 83Hình 5.28: Hoa sóng thé hiện tan suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo cáchướng trạm Núi Thanh - - 25G 0011190 1 ng nen 83Hình 5.29: Hoa sóng thé hiện tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Phù0 84

Trang 13

Hình 5.30: Hoa sóng thể hiện tân suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo các

hướng trạm Phù ÌMỹ G090 ng 34Hình 5.31: Hoa sóng thé hiện tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Quy

Nhơn _ - - cọ nọ re 85Hình 5.32: Hoa sóng thé hiện tan suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo các

hướng tram Quy Nhơnn - G0 nen 85Hình 5.33: Hoa sóng thé hiện tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Vân

Hình 5.34: Hoa sóng thé hiện tan suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo các

hướng tram Vân Phong - - + s09 86Hinh 5.35: Hoa song thé hiện tan suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Cam

Hình 5.36: Hoa sóng thé hiện tan suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo các

hướng trạm Cam Ranh - + 11011 19930 1 99 nen 87Hinh 5.37: Hoa song thé hiện tần suất độ cao sóng theo các hướng tại trạm Đảo Phú

Hình 5.38: Hoa sóng thé hiện tan suất xuất hiện độ cao sóng nguy hiểm theo các

hướng trạm Đảo Phú (Quý - - c 0H na 88Hình 5.39: Độ cao sóng ứng với tần suất vượt 1% tại các điỂm - 5c: 90Hình 5.40: Chu kỳ sóng ứng với tần suất vượt 1% tại các điểm 9]

Trang 14

DANH MUC BANG

Bang 4.1: Track bão của con bão mang số hiệu 195227 voces 33Bang 4.2: Track bão của cơn bão ÍTIZ{ «c9 990 1n re 38Bang 4.3: Kết quả kiểm định độ cao sóng có nghĩa - 2-5 + +52 cs+c+cscxcsee 45Bảng 5.1: Tọa độ các điểm tính toán tại vùng nghiên CỨU ««««<<+<+++++ 53Bang 5.2: Đánh giá độ thích hợp của các hàm phân bồ xác suất lý thuyết với các giá

trị thực nghiệm độ cao sóng dựa vào sai số RMSE -c-sccsxcee: 53

Bang 5.3: Các tham số trong hàm xác suất vượt Burr và Weibull 66

Bang 5.4: Đánh giá độ thích hợp của các hàm phân bồ xác suất lý thuyết với các giátrị thực nghiệm chu ky sóng dựa vào sai số RMSE ¿-ccscscsea 67Bang 5.5: Các tham số trong hàm xác suất vượt Johnson SB - 74

Bang 5.6: Tan suất độ cao sóng theo các hướng trạm Da Nẵng 75

Bang 5.7: Tan suất độ cao sóng theo các hướng tram Núi Thành 76

Bang 5.8: Tan suất độ cao sóng theo các hướng trạm Phù Mỹ 77

Bang 5.9: Tan suất độ cao sóng theo các hướng trạm Quy Nhơn 78

Bảng 5.10: Tan suất độ cao sóng theo các hướng tram Vân Phong - 79

Bang 5.11: Tan suất độ cao sóng theo các hướng trạm Cam Ranh 30

Bảng 5.12: Tan suất độ cao sóng theo các hướng tram Dao Phú Quý 81Bảng 5.13: Cac hướng sóng nguy hiểm tại các trạm - + 2 + s+cecscsccee 89

Trang 15

GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vẫn đềKhu vực biến Đông nằm ở phía Tây Thái Bình Dương, là nơi thường xuyên chịu tácđộng của các cơn bão nhiệt đới được hình thành từ 6 bão Tây Thái Binh Duong,một trong năm 6 bão chính của thế giới Trung bình hang năm có khoảng năm đếnsáu cơn bão và hai áp thấp nhiệt đới đồ bộ vào biển Đông gây nên những thiệt hại,ảnh hưởng đáng kế đến các công trình ven biến, ngoài khơi Các đặc trưng sóngtrong bão (độ cao sóng, chu kỳ sóng ) là yếu tố cần thiết để sử dụng cho việc tínhtoán quy hoạch, thiết kế các công trình biển nhằm đạt được độ an toàn cao nhất Cácyếu tô này mang tính chất ngẫu nhiên và cục bộ địa phương, do đó cần có các sốliệu thực tế, đo đạc dài hạn dé xác định xác suất xuất hiện của nó bằng phương phápthống kê Da số các thiết kế công trình biển đều dựa trên phương pháp thống kê dàihạn với số liệu đo đạc trong nhiều năm, từ đó có thé xác định được quy luật phân bồcác đặc trưng và tính toán độ cao sóng thiết kế ứng với các tần suất vượt khác nhau.Việc thu thập số liệu các đặc trưng sóng trong bão trong một thời gian dài là rất khókhăn do tốn kém trong việc đo đạc, an toàn cho người đo Luận văn đặt ra vấn đềsử dụng mô hình toán để mô phỏng các cơn bão và tính toán các đặc trưng sóngtrong bão, tạo ra chuỗi số liệu đặc trưng sóng trong bão đủ dài để áp dụng trongthống kê dài hạn nhằm xác định quy luật phân bố xác suất, từ đó tính toán độ caosóng thiết kế ứng với tần suất vượt khác nhau

1.2 Mục đích và phạm vỉ nghiên cứuMục đích nghiên cứu của đề tài:

- Sử dụng m6 hình toán mô phỏng lại các cơn bão lịch sử dé tạo ra sô liệu các đặctrưng sóng trong bão

Trang 16

khu vực nghiên cứu, xác định độ cao sóng và chu kỳ sóng ứng với các tân suât vượtkhác nhau

- Sử dụng kết quả mô phỏng sóng để xác định các hướng có tác động sóng nguyhiém cho công trình

Phạm vi nghiên cứu của dé tài:Khu vực miễn Trung Việt Nam có bờ biển khá dài, là nơi có rất nhiều tiềm năng vàđang trên đường phát triển các nền đại công nghiệp như cảng biển nước sâu, lọc hóadầu, luyện gan thép, vật liệu xây dựng, phát triển du lịch và nguồn lợi biển Vớinhững bước trở mình khá mạnh mẽ trong hiện tại và tương lai, khu vực này dangtrên đường xây dựng các cảng biến, công trình biển, các khu du lịch nghỉ dưỡng.Tuy nhiên, nơi đây thường xuyên phải hứng chịu nhiều thiên tai nhất là bão lụt, gâyảnh hưởng lớn đến các công trình biển Do đó, khu vực này rất cần được tập trungnghiên cứu nhiều hơn nữa Luận văn nghiên cứu các đặc trưng sóng trong bão ở khuvực này tạo cơ sở để có những nghiên cứu xa hơn trong tương lai Phạm vi nghiêncứu được chọn là khu vực vùng biển miền Trung Việt Nam trải dài từ vĩ tuyến 107N đến 16.5°N và kinh tuyến 106.7?E đến 110.9” E

1.3 Nội dung nghiên cứu

Nội dung chính sẽ được thực hiện trong luận văn bao gồm:

- Tu sô liệu các cơn bão lịch sử đã đô bộ vào biên Đông, luận văn sẽ tông hợp lại,phân tích và lựa chọn các cơn bão có ảnh hưởng nhất định

- Từ số liệu bão đã được tong hợp, luận văn sẽ sử dụng mô hình kinh nghiệm trườnggió bão dé tính toán trường gió trong bão

- Từ số liệu trường gió tính được sẽ đưa vào mô hình tính sóng DELFT 3D để tínhtoán trường sóng Xác định độ cao sóng tại một số vị trí (chọn bay vị trí tiêu biểu)

Trang 17

tính ra, xác định các hướng có tác động sóng nguy hiém và độ cao sóng ứng với tansuất vượt khác nhau.

1.4 Các nghiên cứu trước đây:1.4.1 Các nghiên cứu yếu tố sóng, gió khu vực vùng biển miền Trung Việt namCác chuyến khảo sát ở khu vực phía tây biển Đông phan lớn tập trung ở khu vựcthêm lục địa phía Nam (đặc biệt khu vực khai thác dầu khí hiện tại) và khu vực vịnhBac Bộ ở phía bắc Việt Nam Khu vực biến miền Trung thuộc vùng được khảo sátnghiên cứu ít hơn so với hai khu vực đã nêu ở trên Vì vậy có thể đánh giá khu vựcven bờ biển miền Trung là khu vực nghèo số liệu Vào các năm từ 1992 đến 1995,các nghiên cứu đầu tiên ở dải ven biển ở khu vực miền Trung được tiễn hành nghiêncứu một cách chi tiết trên các lĩnh vực, mực nước, thủy triều, dòng chảy, sóngbién, bởi chương trình nghiên cứu về các quá trình động lực học thủy văn biến vàcác điều kiện xây dựng cảng biển nước sâu miễn trung của Trương Đình Hiến,TrầnVăn Sâm, Bùi Quốc Nghĩa (1994) Các công trình trên đã tính toán, phân tích mộtcách chi tiết các yếu tố khí tượng, động lực học và thủy văn trong dải ven bờ, cũngnhư trong vùng sóng đồ, các thông số kỹ thuật tính toán theo các suất bảo đảm (P%)cho khu vực ven biến và cửa sông, bao gồm toàn bộ dải ven bờ các tỉnh miền

Trung.

1.4.2 Các nghiên cứu và ứng dụng mồ hình gió bão kinh nghiệmMô hình trường gió bão kinh nghiệm được sử dụng để mô phỏng trường gió bãomột cách đơn giản làm điều kiện đầu vào cho các bài toán tính sóng, nước dâng.Các nghiên cứu về mô hình trường gió bão kinh nghiệm đã được quan tâm nghiêncứu từ khá lâu có thể kế đến như: Mô hình xoáy của Rankine (1947), mô hình củaHolland (1980), mô hình của Fujita (1992), mồ hình cua DeMaria và các cộng sự(1992), mô hình SLOSH của Jelesnianski (1992), các mô hình này sẽ được giớithiệu trong chương II.

Trang 18

phỏng sóng hoặc nước dâng và được áp dụng để tính toán trong bài báo: “Tính toántrường sóng do bão đỗ bộ vào bờ biển Việt Nam” Vũ Thị Thu Thủy và NghiêmTiến Lam (2005) đã sử dụng mô hình trường gió bão của Fujita để mô phỏng trườngkhí áp và mô hình xoáy cải tiến của Rankine để mô phỏng trường gió bão và ápdụng mô hình Delft3D để giải quyết bài toán thủy động lực học trong bài báo:“Thiết lập mô hình tính toán nước dâng do bão cho bờ biển Việt Nam”.

Trang 19

MO HINH GIO BAO

2.1 Tổng quan về bãoXoáy thuận nhiệt đới là những hệ thống áp thấp được hình thành trên các vùng đạidương nhiệt đới, có hoàn lưu xoáy thuận (gió thối xoáy vào trung tâm theo hướngngược chiều kim đồng hồ ở Bắc Bán Cau và thuận chiều kim đồng hỗ ở Nam BánCau) Đường kính vùng gió xoáy có thé tới hàng trăm km

Trong một con bão, vận tốc gid tại tâm bão băng 0, khi ra xa tâm bão vận tốc giótăng đến cực đại sau đó giảm dan Áp suất thấp nhất tai tâm bão va tăng dan khi raxa tâm bão cho tới khi áp suất băng với áp suất của vùng không bị ảnh hưởng bão.Đường kính từ tâm bão tới vùng có áp suất bình thường đó gọi là kích thước cơn

Trang 20

2.2 Mô phóng trường gió bãoĐề mô phỏng chính xác trường gió trong bão là một việc hết sức phức tạp và hiệnnay vẫn chưa có một mô hình nào có thể đáp ứng được điều này Tuy nhiên, trongtính toán các đặc trưng do bão gây ra ví dụ như mô phỏng trường sóng trong bão,với yêu cầu cần một trường gió đơn giản phục vụ cho việc mô hình hóa thì người tacó thể mô phỏng trường gió trong một cơn bão theo cách đơn giản nhưng vẫn đemlại hiệu quả cao bang việc sử dụng các mô hình tham số Các mô hình loại này đượcxây dựng trên các phương trình động lực đã được đơn giản hóa, hoặc trên các côngthức kinh nghiệm nhằm tạo ra một trường gió, trường áp đơn giản, phục vụ cho cáctính toán sóng, cần số liệu đầu vào là gió và đã đem lại những kết quả khá chính xácvới thực tê.

Trang 21

được tạo ra bởi vận tốc di chuyển của tâm bão V, và thành phân thứ hai là vận tốc

gió gradient W, do gradient áp suất gây ra

Hình 2.3: Các thành phan vận tốc trong một cơn bãoVector vận tốc gió theo công thức của Miyazaki M (1961) bang tong của hai vectorthành phần như sau:

Trong đó W,; W,: là thành phan theo phương Đông - Tây và Nam — Bắc của vậntốc gió trong bão ứng với cao độ 10m so với mực nước biển

F: Thanh phan vận tốc liên quan đến sự di chuyển của tâm bão tại khoảng cách rtính từ tâm bão.

Fx, Fy: thành phần theo phương Đông - Tây và Nam — Bắc của vector vận tốcliên quan đến sự di chuyển của tâm bão

W,: vận tốc gió gradient tại khoảng cách r tính từ tâm bão.Wox, Wey : vận tốc gió gradient theo phương x và y

Trang 22

(Chú thích các kí hiệu sử dung cho các mô hình dưới đây: W,(r) van tộc 210eradient; R„„„ bán kính con bão; R„„„„ bán kính từ tâm bão đến vị trí có vận tốc 210cuc dai; r khoang cach tu tam bao đến vị tri cần tính; Wyax vận tốc 210 gradient cựcđại, f là tham số Coriolis, po là áp suất tại tam, p„ là áp suat ngoài vùng ảnh hưởngcủa bão, Ap là chênh lệch áp suất giữa vùng tâm bão và vùng không bị ảnh hưởngcủa bão)

a Mô hình SLOSH của Jelesnianski và các cộng sự (1992)

Với: Winax là van toc gió cực đại

Trang 23

Công thức tính gió cho một điểm năm trong mắt bão

Trang 24

F là hệ sô suy giảm gió do địa hình (đất: 0.8 , biển: 1.0); V, là tốc độ di chuyển củabão; Ø là góc theo chiêu kim đồng hô của đường thắng nôi điểm cân tính với tâmbão và hướng di chuyển của bão; x là hệ số profile gió cho từng cơn bão (theoSimpson va Riehl (1981) thì 0.4 <x < 0.8).

2.3 Mô hình gió bão sử dụng trong luận vanDé tính toán trường sóng trong bão cân phải có một mô hình mô phỏng trường gidtrong bão làm sô liệu đâu vào cho việc tính toán Đê có cách tiêp cận đơn giản phùhợp với các ứng dụng kỹ thuật việc áp dụng loại mô hình tham số là cân thiết

Các mô hình trường gió như đã giới thiệu ở trên đã từng được sử dụng dé mô phỏngnước dâng, có thé ké đến như : Bài báo “Thiết lập mô hình tính toán nước dâng dobão cho bờ biến Việt Nam” của Vũ Thị Thu Thủy và Nghiêm Tiến Lam (2005) Bàibáo đã chọn mô hình của Fujita dé mô phỏng trường khí áp va mô hình xoáy cảitiễn của Rankine dé mô phỏng trường gió trong các cơn bão Trong dé tài “Đánh giábiến động mực nước biển cực trị do ảnh hưởng của biến đối khí hậu phục vụ chiếnlược kinh tế biển” của Dinh Văn Ưu, tác giả đã sử dụng mô hình trường trường giótrong bão của Boose và các cộng sự (1994) dé mô phỏng trường gid Vận tốc gió tạimột điểm sẽ băng vận tốc gió gradient W,(r) cộng với số hang gây ra bởi sự dichuyển của tâm bão F(r) Dé tính số hang F(r) luận văn sẽ sử dung công thức (2.2)được dé nghị bởi Jelesnianski Dé tinh số hang vận tốc gió gradient W,(r) luận vănsẽ sử dung mô hình trường gió SLOSH của Jelesnianski và các cộng sự (1992),trong đó có hiệu chỉnh phương của vận tốc gió gradient W,(r) cho lệch vào tâm mộtsóc ¢ Dé xác định ¿ , luận văn sẽ dựa vào lời giải trực tiếp từ phương trình chủđạo của mô hình trường gió SLOSH, được Trân Thu Tâm (2011) giải với giả thiếtđơn giản hóa.

a Phương trình chủ đạo mô hình SLOSH

dw oe 8= — + gradp + fW, Ak +F (2.10)

ƒ a

Trang 25

Giả thiết cơn bão là đối xứng tròn xoay, phương trình cân bang lực theo hướng dọcquỹ đạo và vuông góc với quỹ đạo phân tô được rút ra từ phương trình (2.10) như

sau:

2

l dp _ kW, _w dW

— : đọc th yd 2.112 ang Me ge ‘(de theo quy dao) 2.11)

+P vosg =fW kh sos4—W2 Lesing-+k W? (vuông góc quỹ đạo) (2.12)p, ar yr ° dr "

Với: W, là vận tốc gió, p là áp suất không khí, p„ là khôi lượng riêng không khí, f làthông số Coriolis, k là vector chỉ phương theo phương thăng đứng, F là luc ma sátngang trên đơn vị khôi lượng, ¿ là góc hướng của tốc độ gió, r là bán kính tính từtâm bão, k, và k, là hệ số ma sát theo mỗi phương (đơn vị 1/dim) lây theoJelesnianski (1967) và được xác định như sau:

—— +—*+ +—* +——* _W, tang—cos@ r dr cosd@ * dr

Trang 26

Giải phương trình (2.16) dé tìm ø(r) Tuy nhiên số hạng chứa ss gay mat 6n dinh

< = : : ti E93 Ÿ Lơi:giai khi €0 so hang dao ham dphi:

KẾ = : : : Giai truc tiep bo qua so hang dao ham dphi

o = 1 i i 1 i i i

0 1 2 3 4 5 6 z 3 3

Khoang cach tu tam bao({Km)

Hình 2.4: Kêt qua so sánh lời giải trực tiép và lời giải day duc Tính toán trường gió cho từng điêm lưới

- Xét trong trường hợp cơn bão đối xứng tròn xoay nghĩa là vận tốc gió tại mỗiđiểm tính ra sẽ là vận tốc gió gradient W,(r) Vận tốc gió gradient W,(r) được tinhcho mỗi điểm từ phương trình (2.4) sẽ được hiệu chỉnh dựa vào góc 6 dé cho ra vậntốc gió gradient W,(r) lệch vào tâm, xem Hình 2.5

Trang 27

Wor) V

W,g(r)Hình 2.5: Vận tốc gió gradient hiệu chỉnh, lệch vào tâm một góc oĐặt W,¡() là vận tốc gió gradient chưa hiệu chỉnh có phương trùng với tiếp tuyếnđường tròn bán kính r, W,(r) là vận tốc gió gradient đã được hiệu chỉnh (lệch vàotâm một góc >) được biểu diễn trên Hình 2.5

Kết quả tính toán trường gió bão trong trường hợp giả thuyết là cơn bão đối xứngtròn xoay được biểu diễn trên Hình 2.6 Cơn bão tính toán là cơn bão Frizt đỗ bộvào khu vực Đà Nẵng từ 18:00 21/09/1997 Kết quả cho thấy các vector vận tốc giótrùng với các tiếp tuyến của đường tròn có tâm là tâm bão Độ lớn của các vectorvận tốc gió có khoảng cách đến tâm bang nhau thì bằng nhau

| wind velocity, magnitude (m/s)

Trang 28

- Xét trường gió có kế đến số hạng gây ra do sự chuyển động của tâm bão F(r) VớiF(r) được tính theo công thức (2.2).

F(r)

FiU

Trang 29

wind velocity, magnitude (m/s)

sau:

W,,, =C, 1010-p, “ (2.19)Với p, là ap suất tâm bão, C, và C; là các hệ số thực nghiệm, mỗi tác giả với cácnghiên cứu của mình ở mỗi khu vực khác nhau sẽ có những giá trị khác nhau TrầnThu Tâm (2011) với số liệu Best track của khu vực Tây - Bắc Thái Bình Dương(1977-2009 có 20.015 cặp số liệu W ax” P„) cho giá trị C¡ = 4.908; C; = 0.5209.Atkinson et al (1977) với số liệu Tay Bac Thai Binh Duong (1947-1974) cho gia tri

Trang 30

Bán kính đến van tốc gió cực đại thường không có san trong track bão, các giá trinày được tính băng công thức thực nghiệm Một số công thức thực nghiệm dé tínhR max (don vi m) được các tác gia đưa ra như sau:

Cong thức thực nghiệm cua S.A Hsu (2005) dựa trên số liệu vệ tinh như sau:

0.5034

R ax = 24436 p,—P, (2.22)

Với p, là áp suất vùng ngoài cơn bão; p, là áp suất tâm bão.Trong luận văn này, vận tốc 210 bão cực đại W,, vị trí tâm bão được lây từ trackbão Bán kính cơn bão R„„„ được cho băng 410 km lay theo mô phỏng điển hình.Bán kính đến vận tốc 210 cực đại Rymax được tính theo công thức thực nghiệm phụthuộc vào vận tốc 210 cực đại va vi trí địa lý của H.E Willoughby và M.E.Rahn(2004).

R =46290exp(-0.0153W,_+0.01664) (2.23)Với 0 là vĩ độ nơi cơn bão hoạt động

e Phương pháp giải và sơ đồ giảiViệc tính toán trường gió cho một cơn bão diễn ra trong một khoảng thời gian được

thực hiện như sau:- Thu thập số liệu track bão của một cơn bão cân tính Chọn bước thời gian môphỏng cơn bão Track bão ở đây thu thập được có bước thời gian là 6 giờ.

Trang 31

- Tu track bão thu thập được, rut ra toa độ tâm bao, van tdc 210 cực đại Winax chomỗi một lần mô phỏng

- Tinh toán cho bước thời gian dau tiên t = 1 Chuẩn bị các tham số dau vào nhưRyymaxs Rmaxs Wmax; lực Coriolis, hệ số ma sát theo phương tiếp tuyến và phươngpháp tuyến k,, k,, tọa độ tâm bão.Từ công thức (2.14) tinh vận tốc gió gradient tạimỗi điểm lưới W,(r) Sử dụng công thức (2.17) tinh lặp để tìm ra góc lệch È(r), vớimỗi góc lệch sẽ xác định được vận tộc 210 gradient hiệu chỉnh (lệch vào tâm mộtgóc È) W,(r) Xác định vận tốc thành phan của W,(r) theo phương x và y là U(r) vàV(r).

- Tinh cho các bước thời gian tiếp theo t = i Các bước chuẩn bi số liệu dau vào,và vận tốc gió gradient hiệu chỉnh giỗng như ở bước thời gian dau tiên Tuy nhiên ởcác bước thời gian tiếp theo này có xét dén sự chuyển động của tâm bão Vy Vận tốcdi chuyên của tâm bão được tinh bang giá trị của khoảng cách vi trí tâm bão ở bướcthời gian sau trừ vi trí tâm bão ở thời gian trước chia cho bước thời gian Xác địnhvan tốc thành phan của V; theo phương x và y là V;, và Vry Từ công thức (2.18) xácđịnh các số hạng F,, Fy Lúc này, vận tốc gió tại mỗi điểm sẽ băng tổng của vectorvận tốc 210 gradient Ws(r) va vector F(r)

- Tọa độ tâm bão

~ W imax: Rwmaxs Rmax

- Tọa độ tâm bão

~ W inaxs Rwmax; Rinax

Giải lặp

tim ()

Trang 32

2.4 Mô phỏng trường gió trong con bãoVới số liệu track bão của cơn bão Frizt đồ bộ vào Da Nẵng 23/09/1997 Luận văn sẽmô phỏng trường gió của cơn bão này trong thời gian 54 giờ từ 12:00 23/09/1997đến 18:00 25/09/1997 Với số liệu trường gió được mô phỏng từ mô hình sẽ làmđiều kiện đầu vào cho mô hình mô phỏng sóng SWAN Trên Hình 2.9 đến 2.14 thểhiện trường gió trong bão được rút ra từ kết quả mô phỏng cơn bão Frizt (1997)

wind velocity, magnitude (m/s)

6

X10 23-Sep-1997 18:00:00

l { | | } | | v / / Tử zZ

¬ ee ee 22port ty Sy bt | ¢ "

Trang 33

wind velocity, magnitude (m/s)

Hình 2.10: Trường gió trong cơn bão Frizt lúc 00h 24-09-1997

wind velocity, magnitude (m/s)

Trang 34

wind wlocity, magnitude (m/s)

Hình 2.12: Truong gió trong con bão Frizt lúc 12h 24-09-1997

wind velocity, magnitude (m/s)

24-Sep-1997 18:00:00

30

1.85

251.87

Trang 35

wind velocity, magnitude (m/s)

25-Sep-1997 00:00:00

Ỳ 301.85-—

\r

1.6 Mỹ ,

F71000" NN rt pot

Ny / | ' ; LÍ : ; † / 5

Z „7 yt tt rf72 HN: , 7 '

Trang 36

CH ƠNG II

MÔ HÌNH SÓNG

3.1 Tổng quan về mô hình số trong tính toán sóngViệc sử dụng mô hình số dé tính toán, mô phỏng sóng biên đã được nghiên cứu vàphát triển từ lâu và đã có nhiêu nghiên cứu áp dụng đáng kê Battjes (1994) đã phânra làm hai loại mô hình số mô phỏng sự phát triển của sóng với hai hướng tiếp cậnkhác nhau đó là mô hình pha và mô hình phô

a Mô hình pha sóngMô hình pha quan tâm đến sự chuyển động của con sóng (sóng đơn) Mô hình cóxét đến các yếu tô khúc xạ nhiễu xạ, sự tương tác của con sóng với các yếu tô ganbờ như công trình, bờ, kè , phù hợp cho tính toán sóng ven bờ, vùng nước nông,chịu sự ảnh hưởng của địa hình đáy Mô hình pha mô tả bê mặt biến như là hàm củakhông gian và thời gian, loại mô hình này mô phỏng độ cao bê mặt nước chính xáchơn các loại mô hình khác Tuy nhiên, trong mô hình pha, việc đưa vào các ảnhhưởng của gió khá khó khăn so với những loại mô hình khác Một sô mô hình phôbiến thuộc loại này có thé được kế đến như mô hình MILD SLOPE (Berkhoff),STWAVE, RCPWAVE, Boussinesa

b Mô hình phố sóngTrái với loại mô hình pha như đã nói ở trên quan tâm đến chuyển động của sóngđơn, loại mô hình phố quan tâm đến toàn bộ trường sóng, đặc trưng là năng lượngsóng E.

Mô hình phô được xây dựng trên cơ sở phương trình bảo toàn năng lượng có dạng:

OE> +C,.VE=S,, (3.1)

Trang 37

Trong đó E(f, 9, x, y, t) là hàm pho nang lượng cua song có hướng, C, là vận tốcnhóm sóng, 9 là hướng sóng Số hạng nguôn tong S,„ thể hiện tong các quá trình vậtlý diễn ra trong khối nước Xét một cách đơn giản trong vùng nước sâu, số hạngnguôn tông được cho là:

Sion = Sin t+ Sn + Sag (3.2)Si, thé hiện năng lượng đưa vào khôi nước do gid, S„¡ thé hiện các tương tac phituyến bộ bốn giữa các thành phân sóng và Sy, thé hiện sự tiêu tán năng lượng do bểvỡ sóng bạc đâu.

Một s6 mô hình được xây dựng theo dạng phô có thể kế đến như: mô hình WAM,SWAM, WAVEWATCH III, M6 hình dang phô có thể đưa số liệu 210 Vào motcách dé dàng, thích hop trong việc kết hợp với mô hình bão dé tinh toán dự báosóng, mô hình phố có thể tính cho vùng nước sâu Chính nhờ những thuận lợi nàymà luận văn sé áp dụng loại mô hình dạng phố dé tinh sóng

3.2 Mô hình tính sóng SWAN3.2.1 Giới thiệu về mô hình SWANSWAN (được viết tắt từ cụm từ: Simulating WAves Nearshore) là mô hình phốsóng thê hệ thứ 3 được sử dụng cho việc xác định các đặc trưng sóng, mô phỏngtrường sóng Phương trình chủ đạo của mô hình là phương trình cân bang tácđộng sóng SWAN có thé được sử dung để quy hoạch bờ biển, quản lý các dự ánliên quan, và thiết kế, xây dựng các công trình ven biến

Các quá trình được xét đến trong mô hình SWAN:Các quá trình lan truyền sóng được xét đến trong mô hình SWAN:

+ Sự lan truyền sóng theo không gian.+ Sự khúc xạ sóng do sự biến đổi của địa hình đáy biển và do dòng chảy.+ Sự biên đôi của sóng khi truyền vào vùng nước nông.

Trang 38

+ Sự truyén sóng qua các chướng ngại vật.Các quá trình phát sinh và tiêu tán sóng được xét đến trong mô hình SWAN:

+ Sự phát sinh sóng do gió.+ Sự tiêu tan năng lượng do sóng bac đầu.+ Sự tiêu tan năng lượng do sự vỡ sóng do độ sau.+ Sự tiêu tan năng lượng do ma sát với đáy.

+ Sự tương tác sóng - sóng.3.2.2 Ph ong trình cân bang nang! ongTừ khi mo hình SWAN thêm vào tương tac dòng chảy — sóng, việc sử dung phươngtrình cân băng tác động tốt hơn là sử dụng phương trình cân băng năng lượng và tânsô thuân túy, @

Phố mật độ tác động liên hệ với phố năng lượng theo phương trình:

Trang 39

C.,C,, C,, Cạ: van tộc lan truyền theo x, y, 6, và 9.o : tân số liên hệ.

9 : hướng sóng.Trong phương trình (3.4), ý nghĩa của các số hạng như sau:- SỐ hạng thứ nhất bên trái: thể hiện tốc độ thay đôi mật độ tác động cục bộ theothời gian.

- Số hạng thứ hai và thứ ba bên trái: thé hiện sự lan truyền của tác động sóng trongkhông gian.

- Số hạng thứ tư bên trái: thé hiện sự biến đổi của tân số liên hệ do sự thay đổi độsâu và dòng chảy.

- Số hạng thứ năm bên trai: thé hiện sự khúc xạ phát sinh do độ sâu và do tác độngcủa dòng chảy.

- Số hạng bên phải: thé hiện tac động của sự phát sinh, tiêu tan năng lượng và tươngtác phi tuyến sóng - sóng

3.2.3 Các số hạng nguôn- Số hạng thêm vào của gió, S;,Chuyến tải của năng lượng gió đến sóng trong mô hình SWAN dựa trên cơ chếcộng hưởng của Phillips (1957) và cơ chế hôi tiếp của Miles (1957) Số hạng nguônthêm vào của gió tuân theo những cơ chê nay thì được mo tả như là tông của sựphát triển sóng theo cơ chế của Phillips và sự phát triển sóng của Miles:

S„(Ø,Ø)=œ+ BE(o,@) (3.5)Trong đó: a: hệ số phát triển sóng của Phillips BE: phát triển sóng theo cơ chế củaMiles.

Trang 40

Hệ số a, /Ø phụ thuộc vào hướng sóng, tan số sóng, vận tốc và hướng gió a là hệ sốphát triển sóng ban dau, theo cơ chế phát triển sóng của Phillips B là hệ số pháttriển sóng theo hàm mũ, theo cơ chế phát triển sóng của Miles.

- Số hạng tiêu tán năng lượng sóng, Sa;Trong mô hình SWAN, số hạng tiêu tán năng lượng sóng được biểu diễn như là

tong cua 3 thanh phan: tiêu tan năng lượng do sóng bac đầu, Swe(6,0), do ma sat

day, Str,(ø,Ø), và do bề vỡ sóng khi sóng truyền vào cùng nước nồng, S.u(Gø,).- Số hạng tương tác sóng — sóng phi tuyến, S„¡

Tính toán tương tác bốn sóng được đưa vào mô hình SWAN dưới dạng xấp xi DIA(Discrete Interaction Approximation) của Hasselmann và các cộng sự (1985) Tínhtoán tương tác ba sóng thi sử dụng xấp xỉ LTA (Lumped Triad Approximation) củaEldeberky (1996).

3.3 Giới thiệu so 1 oc về phan mềm Delft 3D va module tính sóng Delft 3D Wave

-D -Delft3-D-MENU 2.04.05 - [d:/-Delft3-D] ~iBI x|

3D modeling suite for integral water solutions

Dettgres systems

wie

Version 3.2850 email delft3d3 support(2deltares nÍ

Copyright (c) Dettares 2007-2011 Tel +31 (0)88 335 8585

Engshng Cems Ute

-Hinh 3.1: Phan mém Delft3D

Ngày đăng: 24/09/2024, 08:50

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN