Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 90 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
90
Dung lượng
2,73 MB
Nội dung
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ THỊ THÁI GIẢI SỐ HỆ PHƢƠNG TRÌNH NƢỚC NƠNG PHI THỦY TĨNH ỨNG DỤNG MƠ PHỎNG SĨNG TRIỀU VÀ DÕNG CHẢY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ THỊ THÁI GIẢI SỐ HỆ PHƢƠNG TRÌNH NƢỚC NƠNG PHI THỦY TĨNH ỨNG DỤNG MƠ PHỎNG SĨNG TRIỀU VÀ DÕNG CHẢY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành : Cơ học chất lỏng Mã số : 60440108 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Phùng Đăng Hiếu Hà Nội - 2014 Lới cÊm ỡn Nhng lới u tiản, tổi xin gòi lới cÊm ỡn chƠn th nh nhĐt tợi PGS.TS Phũng ông Hiu Thy  ht sức quan tƠm, tin tững, ng viản v hữợng dÔn tổi nghiản cứu cụng nhữ ho n th nh lu“n v«n Trong suŁt qu¡ tr…nh hồc tp, tổi  ữổc cĂc thy b mổn Cì håc, khoa To¡n Cì Tin håc trüc ti‚p gi£ng dy cĂc chuyản ã sau i hồc, cụng nhữ to måi i•u ki»n tŁi a ” tỉi câ th” t“p trung ho n th nh lu“n v«n °c bi»t l PGS.TS Trƒn V«n Cóc, PGS.TS Trƒn V«n Tr£n, TS Vơ Ø Long, PGS.TS Ph⁄m Ch‰ V¾nh, TS Bịi Thanh Tó l nhœng ng÷íi Thƒy m tỉi ln k‰nh trång v bit ỡn sƠu sc v sỹ giÊng dy quỵ bĂu, tn tnh vã kin thức chuyản mổn cụng nhữ kinh nghi»m cuºc sŁng Nh¥n ¥y tỉi cơng xin b y tọ lặng bit ỡn sƠu sc tợi thy giĂo PGS.TS Nguyn Vôn Ni, Phặng Sau i hồc, Khoa ToĂn Cỡ Tin hồc, Phặng CT - CT Sinh viản HKHTN  to iãu kiằn cho tổi ữổc bÊo vằ lun vôn thc s Cui khổng th thiu ữổc, cho tỉi gßi líi c£m ìn ‚n gia …nh, b⁄n b, nhng ngữới  luổn yảu thữỡng, chôm lo v ng viản tổi vữổt qua nhng khõ khôn, tổi câ th” t“p trung håc t“p v ph§n §u r–n luyằn chuyản mổn H Ni, nôm 2014 TĂc giÊ i Mửc lửc Chữỡng 1: Tng quan 1.1 KhĂi quĂt vã bin Êo Viằ 1.2 ị nghắa v tnh cĐp t 1.3 Kh¡i qu¡t lu“n v«n 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 Ch÷ìng 2: Mỉ h…nh gi£i sŁ h» phữỡng trnh nữợc nổng phi thy tắnh 2.1 Hằ phữỡng tr…nh thıy 2.1.1 2.1.2 Ch÷ìng 3: Thu“t to¡n v mỉ h…nh sŁ trà 3.1 Mæ h…nh sŁ trà 3.2 Mæ h…nh sŁ 3.2.1 3.2.2 3.3 iãu kiằn biản dao ng k 3.4 Sỡ ỗ v thut toĂn 3.4.1 3.4.2 3.4.3 ii Ch÷ìng 4: C¡c k‚t qu£ kim ứng dửng thỹc nghiằm 4.1 Kim nghiằm vợi iãu ki» 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 Ùng dưng cho mỉ phä Nfing 4.2.1 4.2.2 4.2.3 Ch÷ìng 5: K‚t lu“n v ki‚n nghà 5.1 K‚t lu“n 5.2 Ki‚n nghà iii Danh s¡ch h…nh v‡ H…nh 3.1: Lữợi sai phƠn Hnh 3.2: Sỡ ỗ b i toĂn 1D Hnh 4.1: Sỡ ỗ th nghiằm ca Beji v Battjes (1993) H…nh 4.2: So s¡nh dao ºng müc nữợc gia mổ hnh phi thy tắnh v mổ hnh thy tắnh vợi s liằu th nghiằm ti im o tł G1 ‚n G4 H…nh 4.3: So s¡nh dao ºng mỹc nữợc gia mổ hnh phi thy tắnh v mổ hnh thy tắnh vợi s liằu th nghiằm ti im o tł G5 ‚n G8 H…nh 4.4: So s¡nh dao ng mỹc nữợc gia kt quÊ tnh toĂn theo mổ hnh s v s liằu th nghiằm vợi bữợc lữợi thay i ti im o G1 (bữợc lữợi: a) L=10; b) L=15; c) L=25; d) L=50; e) L=100; f) L=200) Hnh 4.5: So sĂnh dao ng mỹc nữợc gia kt qu£ t‰nh to¡n theo mæ h…nh sŁ v sŁ li»u th nghiằm vợi bữợc lữợi thay i ti im o G3 (bữợc lữợi: a) L=10; b) L=15; c) L=25; d) L=50; e) L=100; f) L=200) H…nh 4.6: nh v» tinh vành Nfing iv H…nh 4.7: So s¡nh dao ºng müc nữợc triãu gia tnh toĂn v phƠn tch theo hng s iãu hặa vnh Nfing (a Hặn ChÊo - b Còa vnh - c Gia vnh) 42 Hnh 4.8: PhƠn bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi lỵn/ -3h (0h ng y 01/05/2014) im nữợc 45 Hnh 4.9: PhƠn b v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi lỵn/-2h (1h ng y 01/05/2014) im nữợc Hnh 4.10: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới lợn/-1h (2h ng y 01/05/2014) im nữợc H…nh 4.11: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi lợn (3h ng y 01/05/2014) im nữợc Hnh 4.12: PhƠn bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi rỈng (10h ng y 01/05/2014) im nữợc Hnh 4.13: PhƠn b tc t‰nh to¡n t⁄i thíi rỈng/+1h (11h ng y 01/05/2014) i”m nữợc Hnh 4.14: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới trung bnh (17h ng y 01/05/2014) im nữợc Hnh 4.15: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi trung bnh/+1h (18h ng y 01/05/2014) im nữợc Hnh 4.16: PhƠn bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi lỵn/-2h (1h ng y 02/05/2014) im nữợc Hnh 4.17: PhƠn b tc t‰nh to¡n t⁄i thíi lỵn/-1h (2h ng y 02/05/2014) i”m nữợc v 45 46 46 47 47 48 48 49 49 H…nh 4.18: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thới im nữợc lợn (3h ng y 02/05/2014) Hnh 4.19: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng/-1h (11h ng y 02/05/2014) Hnh 4.20: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng (12h ng y 02/05/2014) H…nh 4.21: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n ti thới im nữợc trung bnh (18h ng y 02/05/2014) H…nh 4.22: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi im nữợc trung bnh/+1h (19h ng y 02/05/2014) Hnh 4.23: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc lợn/-1h (2h ng y 03/05/2014) Hnh 4.24: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc lợn (3h ng y 03/05/2014) H…nh 4.25: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n ti thới im nữợc rặng/-1h (11h ng y 03/05/2014) Hnh 4.26: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi i”m nữợc rặng (12h ng y 03/05/2014) Hnh 4.27: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc trung bnh (19h ng y 03/05/2014) H…nh 4.28: Ph¥n bŁ v“n tŁc tnh toĂn ti thới im nữợc trung bnh/+1h (20h ng y 03/05/2014) H…nh 4.29: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n ti thới im nữợc rặng (12h ng y 04/05/2014) vi H…nh 4.30: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi im nữợc rặng (13h ng y 05/05/2014) Hnh 4.31: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc trung b…nh/-1h (21h ng y 05/05/2014) H…nh 4.32: Ph¥n bŁ v“n tc tnh toĂn ti thới im nữợc trung bnh (22h ng y 05/05/2014) H…nh 4.33: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh toĂn ti thới im nữợc rặng/-1h (13h ng y 06/05/2014) H…nh 4.34: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi im nữợc rặng (14h ng y 06/05/2014) Hnh 4.35: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc trung b…nh (22h ng y 06/05/2014) H…nh 4.36: Ph¥n bŁ v“n tc tnh toĂn ti thới im nữợc lợn (1h ng y 14/05/2014) H…nh 4.37: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n ti thới im nữợc rặng (9h ng y 14/05/2014) vii Danh s¡ch b£ng B£ng 4.1: Và tr‰ c¡c i”m o (x0 = 6m t‰nh tł i”m t⁄o sâng) th‰ nghi»m cıa Beji v Battjes B£ng 4.2: Sai sŁ giœa k‚t qu£ t‰nh to¡n b‹ng mỉ h…nh phi thıy t¾nh v mổ hnh thy tắnh vợi s liằu th nghiằm B£ng 4.3: Ch¿ sŁ Nash giœa k‚t qu£ t‰nh to¡n vỵi sŁ li»u th‰ nghi»m B£ng 4.4: Sai sŁ t‰nh to¡n giœa k‚t qu£ t‰nh to¡n theo mæ h…nh sŁ vợi d i bữợc lữợi thay i tữỡng i so vỵi º d i sâng B£ng 4.5: Sai sŁ t‰nh to¡n vỵi h» sŁ Courant thay Œi B£ng 4.6: Hng s iãu hặa thy triãu trm Sỡn Tr Mỹc nữợc trung bnh 96.1 cm BÊng 4.7: Sai s gia k‚t qu£ t‰nh to¡n v sŁ li»u ph¥n t‰ch 43 B£ng 4.8: Ch¿ sŁ Nash cıa qu¡ tr…nh t‰nh to¡n dao thy triãu viii ng 43 Hnh 4.16: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc lợn/-2h (1h ng y 02/05/2014) H…nh 4.17: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh toĂn ti thới im nữợc lợn/-1h (2h ng y 02/05/2014) 49 H…nh 4.18: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thới im nữợc lợn (3h ng y 02/05/2014) Hnh 4.19: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng/-1h (11h ng y 02/05/2014) 50 Hnh 4.20: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng (12h ng y 02/05/2014) H…nh 4.21: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh toĂn ti thới im nữợc trung bnh (18h ng y 02/05/2014) 51 H…nh 4.22: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n ti thới im nữợc trung bnh/ +1h (19h ng y 02/05/2014) H…nh 4.23: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thới im nữợc lợn/-1h (2h ng y 03/05/2014) 52 Hnh 4.24: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi i”m nữợc lợn (3h ng y 03/05/2014) Hnh 4.25: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng/-1h (11h ng y 03/05/2014) 53 H…nh 4.26: Ph¥n bŁ v“n tŁc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng (12h ng y 03/05/2014) H…nh 4.27: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thới im nữợc trung bnh (19h ng y 03/05/2014) 54 H…nh 4.28: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi im nữợc trung bnh/ +1h (20h ng y 03/05/2014) Hnh 4.29: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi i”m nữợc rặng (12h ng y 04/05/2014) 55 Hnh 4.30: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc rặng (13h ng y 05/05/2014) H…nh 4.31: Ph¥n bŁ v“n tŁc tnh toĂn ti thới im nữợc trung bnh/1h (21h ng y 05/05/2014) 56 H…nh 4.32: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh toĂn ti thới im nữợc trung bnh (22h ng y 05/05/2014) H…nh 4.33: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thới im nữợc rặng/-1h (13h ng y 06/05/2014) 57 Hnh 4.34: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n t⁄i thíi i”m nữợc rặng (14h ng y 06/05/2014) Hnh 4.35: PhƠn b tc tnh toĂn ti thới im nữợc trung bnh (22h ng y 06/05/2014) 58 H…nh 4.36: Ph¥n bŁ v“n tc tnh toĂn ti thới im nữợc lợn (1h ng y 14/05/2014) H…nh 4.37: Ph¥n bŁ v“n tŁc t‰nh to¡n ti thới im nữợc rặng (9h ng y 14/05/2014) 59 Ch÷ìng K‚t lu“n v ki‚n nghà 5.1 K‚t lu“n Lun vôn  t ữổc nhng kt quÊ ch yu sau Ơy: L m ch ữổc phữỡng phĂp xƠy dỹng hằ phữỡng trnh nữợc nổng phi thy tắnh v xƠy düng ÷ỉc mỉ h…nh gi£i sŁ b‹ng ngỉn ngœ Fortran Mổ hnh s  ữổc tnh toĂn kim nghiằm theo iãu kiằn th nghiằm vt lỵ Kt quÊ kim nghiằm cho thĐy mổ hnh s sò dửng hằ phữỡng trnh nữợc nổng phi thy tắnh cho kt quÊ tt hỡn sò dửng hằ phữỡng trnh nữợc nổng thy tắnh truyãn thng Mổ hnh s  xƠy dỹng ữổc Ăp dưng t‰nh to¡n th nh cỉng cho b i to¡n thıy tri•u khu vüc vành Nfing C¡c k‚t qu£ t‰nh toĂn so sĂnh vợi s liằu phƠn tch t hng s iãu hặa khflng nh khÊ nông ứng dửng mổ h…nh cho b i to¡n thıy tri•u l ¡ng tin cy 5.2 Kin ngh PhĂt trin hữợng nghiản cứu ca mỉ h…nh b i to¡n tł hai chi•u sang ba chiãu ỗng thới, phĂt trin thut toĂn cho mổ hnh theo hữợng sò dửng cĂc thut toĂn hiằu quÊ hỡn cho hằ phữỡng trnh sai phƠn ng dửng mổ hnh b i to¡n v o c¡c l¾nh vüc dü b¡o thy triãu, nữợc dƠng bÂo v sõng thn cho vịng bi”n ven bí 60 T i li»u tham kh£o [1] Trn Vôn Cúc (2003) Cỡ hồc chĐt lọng, NXB ⁄i håc QuŁc gia H Nºi [2] Trƒn V«n Cóc (2002) Hºi nghà Cì håc to n quŁc lƒn thø VII, Mổ hnh ba chiãu dặng chÊy ven [3] Trn Vôn Cúc v cng sỹ (2003) ã t i cĐp trữớng - Trữớng H Khoa hồc Tỹ nhiản - H QuŁc gia H Nºi, Mæ h…nh to¡n håc b i toĂn ba chiãu vã ho n lữu bin [4] L÷u Quang H÷ng (2007)Mỉ h…nh home 3D - k tnh toĂn lan truyãn chĐt tan vũng ven bin , Lu“n v«n th⁄c sÿ khoa håc [5] Nguy„n Thà Vi»t Li¶n (1996) Lu“n ¡n phâ ti‚n sÿ khoa håc To¡n - Lỵ, Mổ hnh s tr b i toĂn thy tri•u bi”n ỉng [6] Kowalik Z, Knight W, Logan T, Whitmore P (2005) Numerical model of the global tsunami: Indonesian tsunami of 26 December 2004, Science of Tsunami Hazards, Vol 1, No 23, page 40 - 56 [7] Beji S, Battjes JA (1993) Experimental investigation of wave prop-agation over a bar, Coastal Engineering, Vol - , No 19, page 151 - 162 [8] Christophe Berthon, Franc,oise Foucher (2011) Springer - Verlag Berlin Heidelberg Hydrostatic upwind scheme for shallow - water equations, Vol 12, No 65 [9] Kowalik Z, Murty TS, Curtis G (1991) Modeling Hilo, Hawaii tsunami inundation, Science of Tsunami Hazards, Vol 2, No 16, page 87 - 100 61 [10] Phịng «ng Hi‚u (2008) VNU Journal of Science, Earth Sciences, Finite volume method for long wave runup: 1D model, Vol 24, No 1, page 10 - 15 [11] Rainer Lehfeldt, Peter Mibladt, Andreas Pluess and Holger Shuet-trumpf (2007), Propagation of a Tsunami - Wave in the North Sea, Vol 27, page 105 - 123 [12] Shuto N, Goto C (1978) Numerical simulation of tsunami run - up, Coastal Engineering of Japan, Vol 1, No 21, page 13 - 20 [13] Stelling GS, Duinmeijer SPA (2003) A staggered conservation scheme for every Froude number in rapidly varied shallow water flows, International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol 2, No 124, page 73 - 81 [14] Yoshuki Yamazaki, Zygmunt Kowalik, Kwok Fai Cheung (2008) Depth - integrated, non - hydrostatic model for wave breaking and run - up, International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol 10, No 1002 62 ... - LÊ THỊ THÁI GIẢI SỐ HỆ PHƢƠNG TRÌNH NƢỚC NƠNG PHI THỦY TĨNH ỨNG DỤNG MƠ PHỎNG SĨNG TRIỀU VÀ DÕNG CHẢY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành : Cơ học chất lỏng Mã số : 60440108 Ngƣời... nữợc nổng phi tuyn miãn thıy t¾nh ang mỉ t£ 3.2.2 Th nh phƒn phi thy tắnh Phn n y ta xt n dặng chÊy nữợc nổng phi tuyn cụng nhữ Ăp suĐt Ăy q (x; y) v th nh phƒn v“n tŁc theo ph÷ìng ứng W  ữổc... C¡c th nh phƒn v“n tŁc theo phữỡng ngang v tc theo phữỡng ứng ti bã mt thoĂng ữổc miảu tÊ cĂc th nh phn Ăp suĐt phi thy tắnh m+1 p suĐt phi thy tắnh ti bữợc thới gian (m+1) l q j;k ữổc tnh bng