(a) Thay đổi bề mặt tự do ; (b) Quỹ tớch chất điểm bề mặt
d) Tương tự súng vỡ: Súng vỡ cú quan hệ nhiều với sự biến hoỏ của độ dốc
súng HS/LS. Để cú tương tự súng vỡ thỡ độ dốc súng phải tương tự, tức là:
λHS = λLS = λh (2.23)
Do trong mụ hỡnh khú đạt được chuẩn xỏc sức căng bề mặt và độ nhỏm đỏy, nờn tương tự súng vỡ cũng chỉ là gần đỳng.
Túm lại: Để cú được tương tự về cỏc yếu tố súng, mụ hỡnh cần làm chớnh thỏi,
hướng súng ban đầu của mụ hỡnh phải giống với nguyờn hỡnh, hằng số tỷ lệ chiều dài súng và chiều cao súng nờn giống nhau, tuõn thủ định luật tương tự Froude.
Khi buộc phải làm mụ hỡnh biến thỏi, tương tự của cỏc yếu tố súng khụng thể được thỏa món đồng thời. Khi lấy hằng số tương tự chiều dài súng bằng hằng số tương tự trờn mặt phẳng nằm ngang, tương tự nhiễu xạ và phản xạ mới cú thể bảo đảm, nhưng sẽ ảnh hưởng đến tương tự của tốc độ súng, khỳc xạ và tương tự súng vỡ. Ngoài ra, chiều dài súng mụ hỡnh tương đối ngắn, độ khú chế tạo mỏy tạo súng sẽ lớn, súng tạo ra khụng ổn định. Ngược lại, nếu lấy hằng số tỷ lệ chiều dài súng bằng hằng số tỷ lệ theo phương thẳng đứng, thỡ hiệu quả sẽ ngược lại. Khi sử dụng mụ hỡnh biến thỏi, dộ dốc súng trong mụ hỡnh khụng thể vượt quỏ 1/7. Nếu khụng, súng sẽ vỡ, thường chỉ cú thể đạt khoảng 1/10. Nờn hạn chế hệ số biến thỏi trong khoảng bằng 2.
2.3.2. Mụ phỏng tương tự cỏc giỏ trị trờn mụ hỡnh, chọn tỉ lệ mụ hỡnh
Việc chọn tỷ lệ mụ hỡnh phụ thuộc vào cỏc điều kiện cụ thể ở nguyờn hỡnh, yếu tố súng và khả năng đỏp ứng của hệ thống thiết bị thớ nghiệm.
Căn cứ vào cỏc số liệu đo đạc khảo sỏt thực địa và khả năng đỏp ứng của hệ thống thiết bị thớ nghiệm (mỏng tạo súng Flanders), quỏ trỡnh động lực do súng tỏc động vào cụng trỡnh được mụ phỏng trờn mỏng súng bằng mụ hỡnh chớnh thỏi, việc mụ phỏng tương tự cỏc thụng số về đơn vị độ dài, thời gian, tần số, trọng lượng, diện tớch vv… được thiết lập theo tiờu chuẩn Froude [20], (xe m [86]).
Tỉ lệ mụ hỡnh lựa chọn λL = λh = a = 20 (Phự hợp với điều kiện thực tế, và khả năng mụ phỏng của thiết bị); trong đú λ L, λh là tỉ lệ hỡnh học theo phương ngang và phương đứng.
Tỉ lệ của cỏc đại lượng vật lý dẫn xuất dựng trong thớ nghiệm theo tỉ lệ mụ hỡnh được thể hiện trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Cỏc giỏ trị tỷ lệ mụ hỡnh - nguyờn hỡnh
Cỏc đại lượng Tỉ lệ mụ
hỡnh/nguyờn hỡnh nghiờn cứu (tỷ lệ 1/20)Thực tế khu vực
Tỷ lệ độ dài, độ cao súng (m) λ L = λh = a 20 Tỷ lệ thời gian, chu kỳ (s) λT = λL = a 4,472
Tỷ lệ tần số (Hz) λ f = λ1 T= 1a 0,2236 Tỷ lệ trọng lượng (kg) λP = λ3 = a3 L 8000 Tỷ lệ diện tớch (m2) λ = λ2 = a2 s L 400 Tỷ lệ thể tớch (m3) λP = λ3 = a3 L 8000
Đơn vị đo ỏp lực mBar λ p = a 20
Lưu lượng (m3/s ) λ =λ2. 5 = a2.5
q L 1788,854
Vận tốc λv = ηL = a 4,472
2.3.3. Giới thiệu hệ thống mỏng súng Flanders
2.3.3.1. Mỏng súng và mỏy tạo súng
Mỏng súng cú chiều dài 40m, rộng 2m, cao 1,8m (xem Hỡnh 2.6).
Mỏy tạo súng kiểu Piston hoạt động bằng truyền động điện - thủy lực, bảng súng cú kớch thước 1,98m(W) x 2m(H). Mỏy tạo súng cú khả năng tạo được cỏc
súng đều (Sine), súng khụng đều với cỏc dạng phổ: Pierson Moskowitz, Jonswap. Mỏy tạo súng cú thể tạo được Hs = 1,5c m ữ 30c m, T = 0,5sec ữ 5sec trờn mụ