3.1. Thử nghiệm mơ hình với thí nghiệm đoạn sơng thẳng có cơng trình
3.1.1. Thử nghiệm với thí nghiệm số
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 hồn lưu Hình 8. Mơ tả kênh và cơng 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 cơng trình) khơng làm thay đổi bức tranh dịng chảy so với mơ hình ngun gốc vốn đã được kiểm định trước
3m
đây. Các kết quả mơ phỏng biểu diễn trên các hình 9 và 10 cho thấy, khi dịng chảy gặp phải kè khơng ngập, tại mặt kè cả phía thượng và hạ lưu sẽ xuất hiện dịng đi xuống và do đó làm phát sinh xốy, lõi xốy 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 xốy 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 vng góc với bờ trong kênh thẳng (trong khi thực tế là kè hoàn lưu hướng dịng chữ L, và gốc kè cũng khơng vng 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)