Mặc dầu mới chỉ là những bước thử nghiệm ban đầu, song những kết quả trên đây cho thấy khả năng phát triển và ứng dụng mơ hình 3 chiều cho mơ phỏng trường dịng chảy xung quanh kè mỏ hàn và ở đoạn sông cong.
KẾT LUẬN
Những nội dung cơ bản đã thực hiện được trong nghiên cứu này gồm có: - Tìm hiểu và tổng quan lại tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước về mơ hình thủy động lực ba chiều mơ phỏng trường dịng chảy xung quanh các cơng trình thủy lực phức tạp và trong đoạn sông cong. Từ đó cho thấy hiện vẫn chưa có mơ hình thủy động lực 3 chiều thể hiện được tính phức tạp của dịng chảy xung quanh cơng trình và có tính ứng dụng đối với các cơng trình dạng kè mỏ hàn ngập và kè hoàn lưu, đặc biệt là khi các cơng trình này được đặt ở vị trí các đoạn sơng cong.
- Nghiên cứu tìm hiểu chi tiết về mơ hình thủy thạch động lực ba chiều của Hosoda và nnk. Trên cơ sở đó chỉnh sửa lại mã nguồn mơ hình để có thể ứng dụng cho trường hợp kè chảy ngập và kè hồn lưu, có khả năng phù hợp hơn đối với điều kiện thực tế ở Việt Nam.
- Kiểm nghiệm mơ hình đã xây dựng với thí nghiệm trong đoạn sơng thẳng có cơng trình: (1) Thí nghiệm số cơng trình kè hồn lưu vng góc với bờ; (2) Thí nghiệm vật lý của Tominaga và nnk (2000) đối với hai kè (chảy ngập hoặc khơng ngập) bố trí liên tiếp nhau. Kết quả cho thấy mơ hình đã mơ phỏng lại một cách khá phù hợp các đặc tính ba chiều của dịng chảy khi có tác động của các cơng trình.
- Kiểm nghiệm mơ hình đã xây dựng với thí nghiệm vật lý trong đoạn sơng cong: (1) Đoạn sơng cong khơng có cơng trình, (2) Đoạn sơng cong có bố trí các cơng trình hướng dịng. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy mơ hình xây dựng về mặt định tính đã tái hiện lại được các hiện tượng dòng chảy tuy nhiên sự phù hợp về mặt định lượng giữa thí nghiệm và mơ phỏng chưa thực sự được thỏa mãn. Cần có những nghiên cứu, cải thiện hơn nữa mơ hình.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Lương Phương Hậu (2010), Nghiên cứu giải pháp khoa học, cơng nghệ cho hệ
thống cơng trình chỉnh trị sơng trên các đoạn trọng điểm vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ, Báo cáo tổng kết đề tài KC08.14/06-10 do GS. Lương
Phương Hậu chủ trì, Hà Nội.
2. Nguyễn Thọ Sáo (2008), Động lực học chất lỏng tính tốn, Giáo trình biên dịch, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
3. Phạm Văn Tiến (2012), Ứng dụng mơ hình (VNU/MDEC) tính tốn chế độ thủy
động lực và vận chuyển trầm tích vùng cửa sơng ven biển Hải Phòng, Luận
văn thạc sĩ khoa học ngành Thủy văn học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
Tiếng Anh
4. Ahmed, F., and Rajaratnam, N. (1998). “Flow around bridge piers”, J. Hydraul.
Eng., 124(3), 288–300.
5. Bosch, G., and Rodi, W. (1998). “Simulation of vortex shedding past a square cylinder with different turbulence models”, Int. J. Numer. Methods Fluids,
28, 601–616.
6. Breusers, H. N. C., Nicollet, G., and Shen, H. W. (1977). “Local scour around cylindrical piers.” J. Hydraul. Res., 15(3), pp. 211–252.
7. Brookes, A., Knight, S. S., and Shields, F. D., Jr. (1996). “Habitat enhancement”. River channel restoration, A. Brookes and F. D. Shields, Jr., eds., Wiley, Chichester, U.K., pp. 103–126.
8. Chrisohoides, A., Sotiropoulos, F., and Sturm, T. W. (2003). “Coherent structures in flat-bed abutment flow: Computational fluid dynamics simulations and experiments.” J. Hydraul. Eng., 129(3), pp. 177–186.
9. Dargahi, B. (1990). “Controlling mechanism of local scouring.” J. Hydraul. Eng., 116(10), pp. 1197–1214.
10. Dey, S. (1997). “Local scour at piers, Part I: A review of developments of research.” Int. J. Sediment Res., 12(2), pp. 23–46.
11. Dey, S., Bose, S. K., and Sastry, G. L. N. (1995). “Clear water scour at circular piers: A model.” J. Hydraul. Eng., 121(12), pp. 869–876.
12. Elliott, K. R., and Baker, C. J. (1985). “Effect of pier spacing on scour around bridge piers.” J. Hydraul. Eng., 111(7), pp. 1105–1109.
13. Ettema, R., Mostafa, E. A., Melville, B. W., and Yassin, A. A. (1998). “Local scour at skewed piers.” J. Hydraul. Eng., 124(7), pp. 756–759.
14. Franke, R., and Rodi, W. (1993). “Calculation of vortex shedding past a square cylinder with various turbulence models.” Selected Papers from the 8th Int. Symp. on Turbulent Shear Flows, Munich, Germany, September 9–11, 1991, F. Durst, et al., eds., Springer-Verlag, Berlin, pp. 189–204.
15. Garde, R. J., Subramanya, K., and Nambudripad, K. D. (1961). “Study of scour around spur-dikes.” J. Hydraul. Div., Am. Soc. Civ. Eng., 87 (6), pp. 23–37. 16. Gatski, T. B., and Speziale, C. G. (1993). “On explicit algebraic stress models
for complex turbulent flows.” J. Fluid Mech., 254, pp. 59–78.
17. Ge, L., and Sotiropoulos, F. (2005). “3D unsteady RANS modeling of complex hydraulic engineering flows. I: Numerical model.” J. Hydraul. Eng., 131(9), pp. 800–808.
18. Ge, L., Lee, S. O., Sotiropoulos, F., and Sturm, T. (2005). “3D unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes modeling of complex hydraulic engineering flows. II: Model validation and flow physics.” J. Hydraul. Eng., 131(9), pp. 809–820.
19. Gill, M. A. (1972). “Erosion of sand beds around spur dikes.” J. Hydraul. Div.,
Am. Soc. Civ. Eng., 98(9), 1587–1602.
20. Hosoda, T., Sakurai, T., Kimura, I., and Muramoto, Y. (1999). “3-D computations of compound open channel flows with horizontal vortices and secondary currents by means of non-linear k-epsilon model.” J. Hydrosci. Hydr. Eng., 17(2), 87–96.
21. Jia, Y., and Wang, S. S. Y. (1993). “3D numerical simulation of flow near a spur dike.” Proc., 1st Int. Conf. on Hydro-Sci. and -Engineering,
Washington, D.C., 2150–2156.
22. Jia, Y., and Wang, S. S. Y. (1996). “A modeling approach to predict local scour around spur dike-like structures.” Proc., 6th Federal Interagency Sedimentation Conf., Las Vegas, Nev., II-90–97.
23. Jia, Y., and Wang, S. S. Y. (1999). “Numerical model for channel flow and morphological change studies.” J. Hydraul. Eng., 125(9), 924–933.
24. Jain, S. C. (1981). “Maximum clear-water scour around circular piers.” J. Hydraul. Div., Am. Soc. Civ. Eng., 107(5), 611–626.
25. Kimura, I., and Hosoda, T. (2003). “A non-linear k- model with realizability for prediction of flows around bluff bodies.” Int. J. Numer. Methods Fluids, 42, 813–837.
26. Kimura, I., Hosoda, T., Onda, S., and Tominaga, A. (2004). “3D numerical analysis of unsteady flow structures around inclined spur dikes by means of a non-linear k-_ model.” Shallow Flows, Jirka and Uijttewaal, eds., Selected
Papers of the International Symposium on Shallow Flows, 16–18 June 2003,
27. Kothyari, U. C., Garde, R. J., and Raju, K. G. R. (1992). “Temporal variation of scour around circular bridge piers.” J. Hydraul. Eng., 118(8), 1091–1106. 28. Kuhnle, R. A., Alonso, C. V., and Shields, F. D., Jr. (1999). “Geometry of scour
holes associated with 90° spur dikes.” J. Hydraul. Eng., 125(9), 972–978. 29. Kwan, T. F., and Melville, B. W. (1994). “Local scour and flow measurements
at bridge abutments.” J. Hydraul. Res., 32(5), 661–673.
30. Lai, Y. G., Weber, L. J., and Patel, V. C. (2003a). “Nonhydrostatic threedimensional model for hydraulic flow simulation. I: Formulation and verification.” J. Hydraul. Eng., 129(3), 196–205.
31. Lai, Y. G., Weber, L. J., and Patel, V. C. (2003b). “Nonhydrostatic threedimensional model for hydraulic flow simulation. II: Validation and application.” J. Hydraul. Eng., 129(3), 206–214.
32. Laursen, E. M. (1963). “An analysis of relief bridge scour.” J. Hydraul. Div., Am. Soc. Civ. Eng., 89(3), 93–118.
33. Lim, S. Y. (1997). “Equilibrium clear-water scour around an abutment.” J. Hydraul. Eng., 123(3), 237–243.
34. Mayerle, R., Toro, F. M., and Wang, S. S. Y. (1995). “Verification of a three- dimensional numerical model simulation of the flow in the vicinity of spur dikes.” J. Hydraul. Res., 33(2), 243–256.
35. Melville, B. W. (1975). “Local scour at bridge site.” Rep. No. 117, School of
Engineering, The Univ. of Auckland, New Zealand.
36. Melville, B. W. (1992). “Local scour at bridge abutments.” J. Hydraul. Eng.,
118(4), 615–631.
37. Melville, B. W. (1997). “Pier and abutment scour: Integrated approach.” J. Hydraul. Eng., 123(2), 125–136.
38. Melville, B. W., and Chiew, Y. M. _1999_. “Time scale for local scour at bridge piers.” J. Hydraul. Eng., 125_1_, 59–65.
39. Melville, B. W., and Raudkivi, A. J. (1977). “Flow characteristics in local scour at bridge piers.” J. Hydraul. Res., 15(4), 373–380.
40. Melville, B. W., and Raudkivi, A. J. (1996). “Effects of foundation geometry on bridge pier scour.” J. Hydraul. Eng., 122(4), 203–209.
41. Melville, B. W., and Sutherland, A. J. (1988). “Design method for local scour at bridge piers.” J. Hydraul. Eng., 114(10), 1210–1226.
42. Michiue, M., and Hinokidani, O. (1992). “Calculation of 2-dimensional bed evolution around spur-dike.” Ann. J. Hydraul. Eng., 36, 61–66 (in Japanese).
43. Nagata N, Hosoda T, Nakato T và Muramoto Y (2005). “Three-dimensional numerical model for flow and bed deformation around river hydraulic structures”. J. of Hydraulic Engineering, 131(12), 1074-1087.
44. Olsen, N. R. B. (2003). “Three-dimensional CFD modeling of selfforming meandering channel.” J. Hydraul. Eng., 129(5), 366–372.
45. Olsen, N. R. B., and Kjellesvig, H. M. K. (1998). “Three-dimensional numerical flow modeling for estimation of maximum local scour depth.” J. Hydraul. Res., 36(4), 579–590.
46. Olsen, N. R. B., and Melaaen, M. C. (1993). “Three-dimensional calculation of scour around cylinders.” J. Hydraul. Eng., 119(9), 1048–1054.
47. Ouillon, S., and Dartus, D. (1997). “Three-dimensional computation of flow around groyne.” J. Hydraul. Eng., 123(11), 962–970.
48. Pope, S. B. (1975). “A more general effective viscosity hypothesis.” J. Fluid Mech., 72, 331–340.
49. Rahman, M. M., Nagata, N., Muramoto, Y., and Murata, H. (1998). “Effect of side slope on flow and scouring around spur-dike-like structures.” Proc., 7th
Int. Symp. on River Sedimentation, Hong Kong, China, 165–171.
50. Rajaratnam, N., and Nwachukwu, B. A. (1983a). “Flow near groin-like structures.” J. Hydraul. Eng., 109(3), 463–480.
51. Rajaratnam, N., and Nwachukwu, B. A. (1983b). “Erosion near groyne-like structures.” J. Hydraul. Res., 21(4), 277–287.
52. Raudkivi, A. J. (1986). “Functional trends of scour at bridge piers.” J. Hydraul.
Eng., 112(1), 1–13.
53. Raudkivi, A. J., and Ettema, R. (1977). “Effect of sediment gradation on clear water scour.” J. Hydraul. Div., Am. Soc. Civ. Eng., 103(10), 1209–1213. 54. Raudkivi, A. J., and Ettema, R. (1985). “Scour at cylindrical bridge piers in
armored beds.” J. Hydraul. Eng., 111(4), 713–731.
55. Richardson, J. E., and Panchang, V. G. (1998). “Three-dimensional simulation of scour-inducing flow at bridge piers.” J. Hydraul. Eng., 124(5), 530–540. 56. Roulund, A., Sumer, B. M., Fredsoe, J., and Michelsen, J. (1998). “3D
mathematical modelling of scour around a circular pile in current.” Proc., 7th Int. Symp. on River Sedimentation, Hong Kong, China, 131–137.
57. Sinha, S. K., Sotiropoulos, F., and Odgaard, A. J. (1998). “Threedimensional
numerical model for flow through natural rivers.” J. Hydraul. Eng., 124(1),