7. Cấu trỳc của luận ỏn
2.5.2 Cơ sở tớnh ảnh hưởng của chõn vịt tàu thủy trong mụ hỡnh EFDC
Với cỏc giả thiết tàu chỉ cú từ 1 đến 2 chõn vịt, hướng của vận tốc dũng chảy do chõn vịt trựng với hướng tàu chạy, bựn cỏt cú kớch thước khụng vượt quỏ 0,1 đến 0,3m và vận tốc dũng chảy của mụi trường là vận tốc dũng chảy trung bỡnh theo độ sõu. Mụ hỡnh vận chuyển bựn cỏt do tàu Maynord được tỏc giả phỏt triển thành một mụ đun (chương trỡnh tớnh xem phụ lục 03) và được kết hợp với mụ hỡnh thủy động lực học mụi trường 3 chiều EFDCđể tớnh toỏn vận tốc tổng cộng, ứng suất đỏy tổng cộng, cũng như tỉ lệ vận chuyển bựn cỏt tổng cộng rồi cuối cựng là biến đổi đỏy tổng cộng trong phạm vi luồng tàu chạy, cụ thể như sau:
Mụ hỡnh tàu là mụ hỡnh lưới cong theo cả thời gian và khụng gian, một ụ lưới ở mụ hỡnh thủy lực sẽ được chia nhỏ hơn để cú thể tớnh đến kớch thước của tàu (Hỡnh 2-7), nếu lưới được chia càng nhỏ thỡ càng tốt nhưng thụng thường lưới nhỏ cỡ 1mx1m là đảm bảo độ chớnh xỏc và thời gian tớnh toỏn. Áp dụng mụ hỡnh Maynord để tớnh toỏn tỉ lệ vận chuyển
48
bựn cỏt đỏy tại từng vị trớ tàu chạy. Lượng vận chuyển bựn cỏt tổng cộng của ụ lưới to sẽ bằng tổng của cỏc ụ lưới nhỏ do tàu cộng với lượng vận chuyển bựn cỏt do dũng chảy gõy ra trong ụ lưới đú.
Hỡnh 2-7 Chia lưới con cho tàu trong mụ hỡnh thủy lực (∆x, ∆y là kớch thước ụ lưới mụ hỡnh thủy lực) Cỏc bước thực hiện được túm tắt như sau:
- Bước 1: Tớnh vận tốc nước gõy ra do tàu Vprop
- Bước 2: Tớnh ứng suất đỏy theo cụng thức 𝜏(𝑡) = 𝜌𝑤𝐶𝑓𝑉𝑝𝑟𝑜𝑝2 (𝑡)
- Bước 3: Tớnh tốc độ xúi theo cụng thức 𝜀(𝑡) = 𝑎𝜏𝑛 (g/cm2s)
- Bước 4: Tớnh lượng vận chuyển bựn cỏt tổng cộng do tàu tại vị trớ (x,y) trong bước thời gian của mụ hỡnh thủy lực (∆t): Mtàu(x, y) = ∫ 𝜀(t)dt, t = 0, ∆t
- Bước 5: Cộng lượng vận chuyển bựn cỏt do tàu với lượng bựn cỏt do dũng chảy tại vị trớ (x,y) trong bước thời gian ∆t. 𝑀tổng(𝑥, 𝑦) = 𝑀dũng chảy(𝑥, 𝑦) + 𝑀tàu(𝑥, 𝑦) (g/cm2).
Sơ đồ khối tớnh toỏn ảnh hưởng của chõn vịt tàu thuyền lỳc di chuyển trong mụ hỡnh thủy động lực mụi trường 3 chiều EFDC như Hỡnh 2-8 và sơ đồ khối chi tiết mụ đun tớnh vận chuyển bựn cỏt do tàu như Hỡnh 2-9.
∆x ∆y Đường phõn bố bựn cỏt do tàu Tàu ∆x ∆z Mtổng= Mdũng chảy+ Mtàu
49
Hỡnh 2-8 Sơ đồ khối tớnh toỏn vận chuyển bựn cỏt do tàu trong mụ hỡnh EFDC Địa hỡnh đỏy ban đầu
Số liệu súng, dũng chảy i = 1 Mụ hỡnh thủ lực và vận chuyển bựn cỏt EFDC j = 1, Mụ hỡnh vận chuyển bựn cỏt do tàu j <
Địa hỡnh đỏy mới
i = i+1 i < n Kết thỳc cú khụng cú khụng
50
Hỡnh 2-9 Sơ đồ khối chi tiết mụ đun tớnh toỏn vận chuyển bựn cỏt do tàu Kớch thước tàu; vận tốc tàu;
mó lực tàu; đường kớnh chõn vịt; độ sõu nước
Tớnh ứng suất đỏy theo cụng thức:
Tớnh vận tốc nước gõy ra do tầu: Vprop
Tớnh tốc độ xúi theo cụng thức:
Tổng lượng bựn cỏt do tàu tại (x,y) j = 1
Vận tốc dũng chảy thủy lực và vận chuyển bựn cỏt EFDC
j ≤
Quay lại chương trỡnh chớnh
Tổng lượng bựn cỏt do tàu và do dũng chảy
cú khụng
51
Hỡnh 2-10 Giao diện mụ đun tớnh toỏn ảnh hưởng của chõn vịt tàu thủy
52