3.4.3.1. Chia lưới mô hình
Trước hết cần loại bỏ vùng vật rắn, chỉ giữ lại vùng lưu chất để tính toán. Sử dụng các công cụ:
Sizing: chia lưới tự do với kích thước 0,05m
Inflation: chia lưới mịn ở mặt tiếp xúc giữa lưu chất và bờ kè với thông số:
Hình 3.13. Công cụ chia lưới mịn tại mặt tiếp xúc.
42
Hình 3.14. Lưới biên lưu chất.
Đặt tên cho các vùng trong miền lưu chất:
Hình 3.15. Các vùng trong miền lưu chất.
Hình 3.16. Đặt tên cho các vùng trong miền lưu chất.
3.4.3.2. Thiết lập bài toán lưu chất
Hình 3.17. Khởi động mô – đun Fluent.
Lựa chọn tích vào ô “Double Precision”: options gấp đôi độ chính xác cho bộ giải Các bước thiết lập
Các bước chọn thông số bao gồm General Model Material Boundary Conditions Initialization Run Calculation
44
Hình 3.18. Thiết lập chung.
Trong tab General, chọn thông số thời gian “Transient” và thiết đặt trọng lực theo phương y với g = 9,81 m/s^2.
Bước 2: Models
Hình 3.19. Chọn mô hình rối.
Tích vào lựa chọn “Volume of Fluid”, sẽ xuất hiện tab “VOF Sub-Models”. Đây là nơi để thiết lập cho dòng chảy của sóng trong kênh mở: tích vào cả 2 lựa chọn.
46
Lựa chọn thông số độ nhớt : k-epsilon (2 eqn) tương ứng với dòng chảy rối epsilon (Turbulent)
Hình 3.21. Thiết lập cho dòng chảy của sóng trong kênh mở.
Bước 3: Material (Thông số vật liệu)
Với nước và không khí có tỷ trọng và độ nhớt lần lượt là 998,2 kg/m3 1,225 kg/m3
0,001003 kg/m.s 1,7894e-5 kg/m.s
Hình 3.23. Chọn thông số vật liệu cho lưu chất.
Hình 3.24. Chọn thông số vật liệu cho lưu chất.
Bước 4:Đặt điều kiện biên
48
Hình 3.25. Đặt điều kiện biên cho không khí.
Ở lựa chọn inlet, ta bắt đầu các bước thiết đặt cho sóng đầu vào: Open Channel Wave BC ( Điều kiện biên đối với sóng ở kênh thoáng) và vận tốc sóng v = 0,5 m/s
Hình 3.27. Đặt điều kiện biên cho sóng.
Chuyển sang tab Multiphase: ở vị trí Wave BC Options, chọn Shallow Waves ( sóng gần bờ); Free Surface Level là khoảng cách từ đáy của thềm địa chất đến mặt thoáng chất lỏng, giá trị này gấp 2 lần giá trị D đã tính toán, nên ta có 2xD = 1.3m.
Wave Height (Chiều cao sóng đã chọn là 0,8m; chiều dài sóng đối với sóng gần bờ là 15m.
Bước 5:Khởi động bài toán (Initialization)
50
Bước 6:Giải (Run Calculation)
Hình 3.29. Giải.
Với time step size là 0,01s; number of time steps là 200, ta có bài toán mô phỏng sóng tác động lên bờ kè biển trong khoảng thời gian là 2s
3.4.3.3. Kết quả bài toán lưu chất
Hình 3.31. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t = 0,5s.
Hình 3.32. Áp suất trên thành kè và trạng thái của sóng tại thời điểm t =1s.
52