Thực nghiệm số được tiến hành với trường hợp kênh thẳng hình chữ nhật, dài 10m rộng 3m (hình 8), trên đó thiết lập kè mỏ hàn có chiều dày nhỏ (có thể bỏ qua) và xét các trường hợp:
- Kè không ngập (giống như các thực nghiệm số trước đây)
- Kè mỏ hàn chảy ngập - Kè hoàn lưu Hình 8. Mô tả kênh và công trình thực nghiệm số a) Trường hợp kè không ngập:
Thực nghiệm số được thực hiện nhằm chứng tỏ những thủ thuật thay đổi đã áp dụng (đưa các điều kiện biên tường cứng vào vị trí có công trình) không làm thay đổi bức tranh dòng chảy so với mô hình nguyên gốc vốn đã được kiểm định trước
3m
đây. Các kết quả mô phỏng biểu diễn trên các hình 9 và 10 cho thấy, khi dòng chảy gặp phải kè không ngập, tại mặt kè cả phía thượng và hạ lưu sẽ xuất hiện dòng đi xuống và do đó làm phát sinh xoáy, lõi xoáy có vận tốc rất bé (giống như đã quan sát thấy trong thí nghiệm của Munita và Shimizu (1994). Mặt khác, trên mặt phẳng nằm ngang cũng quan sát thấy các xoáy ở chân kè phía hạ lưu, nguyên nhân dẫn đến hiện tượng bồi tụ chân kè.
Hình 9. Véc tơ vận tốc trên mặt cắt dọc tại mũi kè (a) và tại thân kè (b)
Hình 10. Véc tơ vận tốc trên mặt ngang tại độ sâu (a) giữa thân kè và (b) trên mặt nước
a) b)
b) Trường hợp kè ngập:
Trước khi mô phỏng kè chảy ngập, nghiên cứu này đã tăng lưu lượng và mực nước để trường hợp a) trên đây trở thành kè ngập.
Hình 11. Véc tơ vận tốc trên mặt cắt dọc tại (a) mũi kè và (b) giữa thân kè
Hình 12. Véc tơ vận tốc trên mặt ngang tại độ sâu (a) giữa thân kè và (b) trên mặt ngang sát đỉnh kè
c) Trường hợp kè hoàn lưu:
Kè mỏ hàn dạng hoàn lưu được nghiên cứu ở đây mới thuộc dạng đơn giản, chỉ có hướng vuông góc với bờ trong kênh thẳng (trong khi thực tế là kè hoàn lưu hướng dòng chữ L, và gốc kè cũng không vuông góc với bờ).
a) b)
Hình 13. Véc tơ vận tốc trên mặt cắt dọc tại mũi kè (a) và giữa thân kè (b)
Hình 14. Véc tơ vận tốc trên mặt ngang tại độ sâu (a) giữa thân kè và (b) trên mặt ngang sát đỉnh kè
a) b)