4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
2.3.2.Giới thiệu mô hình MIKE21/3 Coupled Model FM
MIKE 21/3 Coupled Model FM là hệ thống mô hình thủy động lực ứng dụng cho môi trường sông và cửa sông ven biển.
Các Module có thể được tích hợp với nhau tuỳ theo mục đích sử dụng. Như phân tích ở mục 2.3.1 trong đề tài này, tác giả tích hợp đồng thời 3 Module:
Hydrodynamic Module (Module thủy động lực)
Spectral Wave Module (Module phổ sóng)
Mud Transport Module (Module vận chuyển bùn)
Module Thủy động lực học MIKE21/3Hydrodynamic Module
Đây là module cơ bản (viết tắt là module HD) của mô hình tích hợp MIKE 21/3 coupled Model FM. Ở mức tổng quát, các cơ sở khoa học mô hình thủy động lực học này đã được bàn đến trong các sách giáo khoa bậc đại học. Nền tảng của nó là các phương trình Reynold đối với chất lỏng không nén được, là kết quả của phép toán trung bình hóa các phương trình Navier-Stokes với giải thiết Boussinesq và áp suất thủy tĩnh. Hệ phương trình cơ bản của module HD bao gồm: phương trình liên tục, bảo toàn động lượng, bảo toàn nhiệt lượng, bảo toàn độ mặn, phương trình trạng thái (công thức xác định mật độ nước theo nhiệt độ và độ mặn) và được khép kín bởi các mô hình động lực rối bán kinh nghiệm. Trong một số trường hợp, mô hình này còn bao gồm phương trình bảo toàn các chất có ảnh hưởng đến trạng thái của nước (ngoài nhiệt độ và độ mặn, ví dụ bùn cát lơ lửng hạt mịn, hay độ đục…).
Module Phổ sóng MIKE21/3 Spectral Wave Module
Module Phổ sóng MIKE 21/3 SW được tích hợp trong mô hình MIKE 21/3 coupled Model FM là một mô hình động lực sóng thế hệ mới. Chức năng chính là mô phỏng sự hình thành, phát triển, phân rã và biến đổi của sóng gió dưới sự tác động của các yếu tố quan trọng. Điểm nổi bật của MIKE 21 SW là được kết nối với các module tính toán dòng chảy, mực nước, vận chuyển bùn cát và bồi xói.
Module Vận chuyển bùn cát MIKE21/3 Mud Transport Module
Module Vận chuyển bùn và cát mịn MIKE21/3 MT là mô hình mô phỏng các quá trình xói, vận chuyển và bồi lắng của bùn và/hoặc bùn và cát mịn hỗn hợp dưới tác động của sóng và dòng chảy. Đầu ra của mô hình MIKE21 HD (và MIKE 21 SW nếu cần) là đầu vào của MIKE 21 MT. Mô hình bao gồm các quá trình vật lý sau:
Tính toán vận chuyển bùn có nhiều thành phần (tối đa là 8); Tính toán bồi xói cho đáy cấu tạo nhiều lớp (tối đa 12 lớp); Ảnh hưởng của tương tác sóng – dòng chảy;
Tính đến hiệu ứng kết bông, keo tụ; Sự cản trở lắng đọng bùn cát; Vận chuyển một phần của cát mịn; Trượt;
Sự đan kết các lớp bùn cát; Mô hình hình thái đơn giản.
Cơ sở học thuật chi tiết của các module được trình bày trong phần phụ lục 1.