Áp dụng phương pháp số trong tính toán dòng chảy xiết trên dốc nước có đoạn thu hẹp áp dụng tính toán tràn xả lũ hồ chứa

TONG QUAN VE BÀI TOÁN DONG XIET TREN DOC NƯỚC

Nhiễu động này sẽ lan truyền về mọi phía với tốc độ C nào đó, Nếu phân tích đặc điểm lan truyền nhiễu trên mặt tự do trong chit lòng chuyển động, t sẽ thấy rằng nó phụ thuộc vào tỉ số VIC. Cũng có những trường hợp lưu tốc trên dốc chưa đạt đến tị số lưu tốc cho phép, nhưng vẫn có nhu cầu tăng độ nhám, giảm lưu tốc trên dốc, Dé là khi chế độ tiêu năng ở hạ lưu đốc nước gặp các điều kiện bắt lợi: địa chất nền không tốt, bể tiêu năng phải đào quá sâu, vừa tn khối lượng đảo và vật liệu bê tông gia cỗ, vừa. Cần lưu ý rằng lưu tốc đồng chảy ở cuỗi đc là lớn nên đoạn chuyển tiếp mở rộng cần có kết cấu thích hợp để đảm bảo dang chảy bám sắt thành thì mới đạt được mục đích điều khiển.

Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là tinh đơn gin của sơ đổ và khả năng ứng dạng, nó có thé áp dụng gần như vào tắt cả các vin 48, Phương pháp này được nghiên cứu và áp dụng nhiều vào 3 thập niên gần đây. Trong các phương pháp dy talẤy một phương pháp giải tích là phương pháp cộng trực tiếp và một phương pháp số là phương php thé tích hữu hạn để giải bài toán tinh toán đồng chảy xiết trên đốc nước.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DONG CHAY XIẾT TREN DOC NƯỚC CO DOAN THU HẸP

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DONG CHAY XIẾT. của hai mặt cắt hai đầu. Phương pháp này tính đơn giản, nhanh, mức độ chính xác phụ thuộc vào. cách chia đoạn và sự biến đổi của J, nếu J không thay đổi nhiều lắm dọc theo dòng chảy thì kết quả khá chính xác. Ở những chỗ J thay đổi khá nhanh, ta cần chia đoạn nhỏ hơn để giảm bớt sa số. Phương pháp này thường biến đổi và đưa vào một số gia thiết gin ding,. ehuyễn phương trình về một dạng đơn giản hon để phân tích. Với j theo công thức: j=. Từ đó tính được độ sâu hy và mô đun lưu lượng Ky. Với j theo công thức: j=. Hiện nay các phương trình trên thường được giải theo hai phương pháp. phương pháp số mũ thủy lực x của B.A, Bakhơmêchiép và phương pháp số mũ Z. 22.1 phương trình nước nông. Hệ phương trình mước nông. Phương trình nước nông 1 chiều được viết dưới dang:. Phuong trình nước nông 2 chiều được viết dưới dạng:ft). 6 đó AW) và B(U)là các ma trận Jacobi tương ứng với các thông lượng FU) và GU). Quay trở lại trường hệ phương trình, các giá trị riêng của ma trận Jacobi C(U) như sau:. Vi vậy hệ sẽ có tinh chất hyperbolic mạnh nếu h>0, Điều đó có nghĩa ma. trận Jacobi chéo hóa được. Các loại sing gián đoạm. thuộc vào các thành phần của hàm thông lượng và các điều kiện ban đầu mà có thé số các loại sống gián đoạn; raefaetons or shocks. Sóng ở giữa nổi hai sống này gọi là sóng tiếp tuyến hay sóng kết nổi. Vùng không gian nằm giữa sóng bên trấ và bên. phải được gọi là vùng star. Bén vùng không gian tương ing. Sơ đồ sống shock. Một sóng thứ là sóng shock nối giữa 2 khu vie U/ và Ux trong miỄn hoàn toàn phi uyển ti phải hỏa mãn 2 điều kiện. Điều kiện Rankine.Hugoniot. Điều kiện Lax entropy. Voi S là vận tốc lan truyền sóng. ig lúc t=to. Sed song Rarefaction. Song rarefaction có các đường đặc tg mở rộng làm khuếch tấn sóng Với sóng rarefaction thứ i, hai điều kiện sau cin được thỏa mãn:. Giá trị Riemann invariant là không đổi qua sóng. r j là các thành phẫn của véc tơ tiêng R! tương ứng với giá tị riêng 2, của. ma trận Jacobian HW) trong phương tinh. “Các đường đặc trưng là phân kỷ:. Song tiếp tuyển Shear wave). Bai toán Riemann: Bài toán Riemann một chiều là bài toán đơn gin nhất để nghiên cứu tất cả các tính chất nêu trên, Bài toán Riemann (RP) cho. Hương nh eng hà on dung v8 đập. So dé bài toán Riemann,. Bài toán Riemann một chiều là bài toán phương trình hyperbolic thuần nhất Cauchy với điều kiện đầu gián đoạn. Quá trình vỡ đập. a) Mực nước ban đâu bJ Mực nước ở một thời điểm sau khí đập vo. ©) Phân bồ vận tốc tại thời điểm trơng ứng d) sơ đồ sóng trên mặt phẳng x-t.

Để tìm nghiệm chính xác của bài toán Riemann cho phương trình nước nông 2 chiều, cần phải xác định: Sóng bên trái, bên phải là shock hay rarefaction và giá trị U* ở star region. Sau đây, xót hai bi ton Stoker ( bài toán vỡ đập kênh hạ lưu wt) và bài toán Ritter ( Bài toán vỡ đập kênh hạ lưu khô) là hai bài toán giải ích có nghiệm chính xác. Mực nước ban đầu ở thượng và hạ lưu đập lẫn lượt là hị và ig, Đập được đặt ở vị ti 0, Nếu đập vỡ tốc thôi, hoàn tên, sóng vỡ đập gdm.

Vân (oe truyen song theo pp so. Cách giải sơ dé sai phân. Cách giải hiện. Tinh được giá trị gần đúng của nghiệm cần tim ở lớp thời gian dang tính một. cách độc lập. Nghiệm của bài toán gần với nghiệm thực gọi là sự hội tụ của bài toán sai. Sai phân tiền. Sai phân I:. Sai phân trùng tâm. Cách giải dn. giải bằng hệ đại số phi tuyển hoặc đã tuyến tính hóa để tìm tất cả các nghiệm ở các. được từng giá tị của nghiệm một cách lẫn lượt và độc lập, phải. lớp thời gian cần tính ti mọi v tri định trước. Sai phân tiến. Sai phân li. Sai phân trung tâm:. Do công thức Taylor thi các giá trị bậc càng cao thì giá trị càng bé. sai phân trung tâm cho kết quả chính xác hơn các sai phân tiền, sai phân lùi do giá. Phương pháp phần tử hữu hạn. Phương pháp phần từ hữu hạn sử dụng hệ phương trình với các biển h. TA ane tis; ue. Nội dung chính gói gon và bao trùm toàn bộ phương pháp:. = Nếu phương pháp đường đặc trơng được lựa chọn, hệ phương trình sẽ. được xử lý qua hai bước bằng phương pháp phân rã. +6 bước đầu tiên, chỉ các số hạng đối lưu tương ứng ví các thành phần. tải của các biến h, u, và v, trong trường hợp tính đến dòng rồi và lan truyền. nhỉ có thêm k, E vàT được xử lý. + Ở bước thứ bai, các số hạng còn lại được xử lý nốt bao gdm: thành. phần khuyếch tấn, các thành phần nguồn bằng một sơ đồ nữa én theo thời gian. Ngoài ra nếu phương pháp đường đặc trưng không được lựa chon. thì ở bước may xử lý tắt cả các thành phần bao gồm cả đổi lưu). Bước tiếp theo ấp dụng các công thức biến phân và phương pháp rồi rac theo không gian của phương pháp phần tir hữu hạn, với cách rời rac theo thời gian và không các thành phin phi tuyến sẽ được tuyến tính hóa biến đổi hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng thành một hệ phương. Giải hệ phương trình trên theo phương pháp thể tích hữu hạn trong hệ lưới Hệ phương trình nước nông 2 chiều được.

Lời giải nảy được xác định bằng cách coi có n đường đặc trưng xuất phấ từ vùng ban đầu với vận tốc an truyề ong i,. Ngoài ra còn đưa vào hai bài toán stoker và riter, so sánh sự phụ thuộc của quá trình mực nước, quá lưu lượng vào thỏi gian, đồ là hai bai toắn sóng gián đoạn giải bằng phương. Sau đó phân tích, so sinh các kết quả để thấy được sự cần thiết áp dụng phương pháp số vào những bài toán phức tạp thay vì áp dụng phương phỏp giải tớch thụng thường cú thộ khụng tỡm được lời giải, hay khụng chỉ rừ được.

Đưa thêm một công trình là công tình hồ Khe Gia, huyện Vân Đồn, tinh Quảng Ninh có bề rộng đầu déc là 14m, bề rộng thu đoạn thu hẹp là 10m, chiều dài. Dùng kết quả ứng với Ax=0,Im để so sánh mye nước, lưu tốc tại từng mặt cất để so sánh với mực nước, lưu tốc trung bình mặt cắt tinh theo phương pháp cộng, trực tiếp. Con mực nước trên dốc thường hai bên thành bên cao hơn ở giữa mặt cắt trừ mặt cất Om mực nước lớn nhất ở giữa mặt cắt cao hơn giá trị trung bình 1,5m, cao.

Chênh lệch vận tốc giữa 2 phương pháp không nhiều, chênh lệch mực nước có giá tri trung bình gần với giá tr trang bình của mặt cất, như vậy kết quả phù hợp với kết qu lý thuyết, cho thấy mức độ chính xác và nhanh chóng của phương pháp số.