10. Cấu trỳc luận văn
2.2.2.Hoạt động nghiờn cứu khoa học của Viện Cơ học
2.2.2.1. Nghiờn cứu khoa học, phỏt triển và ứng dụng cụng nghệ
Viện Cơ học đƣợc thành lập từ ngày 10 thỏng 4 năm 1979. Từ đú đến năm 2009 Viện Cơ học đó chủ trỡ thực hiện gần 40 đề tài khoa học và cụng nghệ trong cỏc Chƣơng trỡnh Khoa học Cụng nghệ trọng điểm cấp Nhà nƣớc, hơn 50 đề tài khoa học cụng nghệ trong 9 hƣớng nghiờn cứu tập trung của
Hội đồng Khoa học LÃNH ĐẠO
VIỆN
Khoa Cơ học Kỹ thuật và Tự động húa
Trung tõm Khảo sỏt, Nghiờn cứu, Tƣ vấn Mụi trƣờng
biển
Liờn hiệp Khoa học, Sản xuất vật liệu kỹ thuật
cao Trung tõm Kiểm định Chẩn đoỏn Kỹ thuật cụng trỡnh và Thiết bị Cụng ty Phỏt triển Cụng nghệ IMTECH
Phũng Cơ học và Mụi trƣờng Biển Phũng Thuỷ khớ Cụng nghiệp và Mụi trƣờng lục địa
Phũng Cơ học Vật rắn và Nền múng Phũng Chẩn đoỏn Kỹ thuật Phũng Cơ học Cụng trỡnh Phũng Thuỷ Tin học Phũng Mụ phỏng và Tớnh toỏn kết cấu Phũng Cơ Điện tử
Phũng Thớ nghiệm Cụng nghệ Kiểm soỏt rung và ồn Phũng Quản lý Tổng hợp
Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam, ký kết thực hiện hơn 90 hợp đồng lớn phỏt triển và ứng dụng cụng nghệ theo cỏc hƣớng sau:
- Cơ học thủy khớ cụng nghiệp, mụi trường và phũng chống thiờn tai
a). Thuỷ khớ cụng nghiệp: Cỏc kết quả nghiờn cứu dũng chảy nhiều pha cơ sở của cụng nghệ khai thỏc, vận chuyển và chế biến dầu khớ: trong lĩnh vực cơ học dầu khớ, tập thể Viện đó tiến hành nghiờn cứu cơ sở khoa học cụng nghệ khai thỏc và vận chuyển dầu khớ vựng thềm lục địa biển Việt Nam, đỏnh giỏ cỏc giải phỏp khai thỏc tăng cƣờng để nõng cao hiệu suất cho dầu của vỉa. Tiến hành thực nghiệm về dũng chảy hỗn hợp trong ống, xõy dựng chƣơng trỡnh, phần mềm chẩn đoỏn cấu trỳc. Nhiều kết quả đó đƣợc ỏp dụng thực tế và chuyển giao thụng qua cỏc hợp đồng với Xớ nghiệp liờn doanh Dầu-Khớ Việt Xụ nhƣ: Hợp đồng No.22/1986-VSP5 “Cụng nghệ khai thỏc và vận chuyển dầu nhiều paraphin caxđesnhits cao mó Bạch Hổ”, 1986-1988; No.32/96-VSP5: “Xõy dựng phƣơng phỏp và lập chƣơng trỡnh trờn mỏy tớnh cỏ nhõn chuyển động khụng đẳng nhiệt hệ lỏng-khớ 3 thành phần trong ống khai thỏc”; No.38/97-VSP5: “Xõy dựng phƣơng phỏp xỏc định trƣờng độ thấm và ứng dụng trong thiết lập sơ đồ cụng nghệ khai thỏc và xõy dựng của mỏ Bạch Hổ”; No.31/1998-VSP5 “Xõy dựng phần mềm giao diện trờn PC phục vụ cụng tỏc tớnh toỏn và quản lý khai thỏc mỏ dầu tầng múng mỏ Bạch Hổ ”, 1998-1999. No.39/2000-VSP5 “Nghiờn cứu ảnh hƣởng của nhịp độ bơm ỏp nƣớc tầng múng mỏ Bạch Hổ lờn hệ số khai thỏc dầu trờn cơ sở cỏc mụ hỡnh thấm”, 2000-2001; No.0751/05/T-N5/VSP5-IMECH “Áp dụng cụng nghệ gaslift chu kỳ để khai thỏc cỏc giếng dầu cú sản lƣợng thấp”, 2006-2007. No.0129/07/T-N5/VSP05-IMECH “Xõy dựng chƣơng trỡnh tự động tỏi lập lịch sử khai thỏc thõn dầu bằng cỏch mụ hỡnh hoỏ quỏ trỡnh thuỷ động lực học trờn cơ sở hiệu chỉnh giỏ trị độ rỗng và độ thấm”, 2007-2008…
Cỏc kết quả nghiờn cứu về trao đổi nhiệt chất: Đó kết hợp với Viện Trao đổi nhiệt chất – Viện Hàn lõm Khoa học Bạch Nga, nghiờn cứu quỏ trỡnh trao đổi nhiệt chất trong việc sấy và bảo quản cỏc nụng sản nhiệt đới. Đó nghiờn cứu thớ nghiệm và đƣa vào thực tiễn một số cụng nghệ và thiết bị sấy
nhƣ: sấy thuốc lỏ ở Nhà mỏy thuốc lỏ Đồng Nai, sấy ngụ hạt cho huyện Aynpa tỉnh Gia Lai-Cụng Tum, thoỏt ẩm cho mật ong của Cụng ty Ong trung ƣơng, thớ nghiệm sấy cơm dừa, chuối quả,… Thực hiện thành cụng đề tài cấp nhà nƣớc: “Tự động húa quỏ trỡnh sản xuất bột quả nhiệt đới” mó số KS.02.10 kết quả là đó hoàn thiện cụng nghệ sản xuất bột dứa và đƣợc Cụng ty bỏnh kẹo Hải Hà chấp nhận và đƣa vào sản xuất.
b). Một trong cỏc hƣớng nghiờn cứu khỏc đƣợc cỏn bộ Viện Cơ học thực hiện trong nhiều năm và đó thu đƣợc nhiều kết quả đú là vấn đề xõy dựng và khai thỏc cỏc mụ hỡnh thủy động lực học số trị, phục vụ việc nghiờn cứu sử dụng hợp lý nguồn nƣớc, phũng trỏnh lụt bóo và giảm nhẹ thiờn tai. Trong những năm gần đõy cơ sở khoa học cho cỏc giải phỏp tổng thể dự bỏo phũng trỏnh lũ lụt ở đồng bằng sụng Hồng – sụng Thỏi bỡnh đó và đang đƣợc nghiờn cứu một cỏch cú hệ thống tại Viện Cơ học. Một số đề tài cấp nhà nƣớc (KC.08.13, KC08.17/06-10), dự ỏn quốc tế FLOCODS đó và đang đƣợc Viện Cơ học chủ trỡ và tổ chức thực hiện thành cụng. Đề tài KC.08.13 đó đƣợc Bộ Khoa học và Cụng nghệ tặng bằng khen (số 26, Quyết định 2799/QĐ – BKHCN, ký ngày 25/12/2006) với thành tớch là: xõy dựng cụng nghệ mụ phỏng số phục vụ dự bỏo và đỏnh giỏ cỏc phƣơng ỏn phũng chống lũ lụt ở đồng bằng sụng Hồng. Với cỏc kết quả thu đƣợc, từ năm 2000 đến nay Viện Cơ học là một trong số 6 thành viờn của Tổ tƣ vấn cho Ban chỉ đạo Phũng chống lụt bóo Trung ƣơng trong tớnh toỏn cỏc phƣơng ỏn điều hành liờn hồ chứa trờn hệ thống sụng Hồng phục vụ chống lũ cho hạ du. Cỏc kết quả của cỏc đề tài và dự ỏn này cũn đƣợc ỏp dụng cho hệ thống sụng Hƣơng qua đề tài hợp tỏc khoa học giửa Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam với Ủy ban Nhõn dõn tỉnh Thừa Thiờn - Huế: “Xõy dựng cụng nghệ cảnh bỏo, dự bỏo ngập lụt vựng hạ lƣu hệ thống sụng Hƣơng và chuyển giao cho địa phƣơng”. c). Cỏc kết quả nghiờn cứu một số vấn đề cơ học mụi trƣờng nƣớc và khụng khớ: Đó nghiờn cứu và ứng dụng một số vấn đề cơ học mụi trƣờng nƣớc và khụng khớ, đú là vấn đề mụ phỏng đỏnh giỏ và dự bỏo mực nƣớc ngầm ở Hà Nội và nhiều nơi khỏc trong quỏ trỡnh khai thỏc, đỏnh giỏ và dự
bỏo ụ nhiễm của nƣớc mặt, nƣớc ngầm và khụng khớ từ cỏc nguồn thải cụng nghiệp và dõn dụng (cho vựng Hà Nội, Bỉm Sơn…) v.v.
Cơ học và mụi trường biển
Nghiờn cứu, khảo sỏt nhiều năm và kết quả là đó đƣa ra “Cụng nghệ dự bỏo nƣớc dõng do bóo ven biển Việt Nam”. Cụng nghệ này cho phộp nhanh chúng dự bỏo mực nƣớc dõng vựng ven biển khi biết một số thụng số về cơn bóo nhƣ sức giú, hƣớng đổ bộ, v.v... Kết quả đó đƣợc kiểm nghiệm qua gần 50 cơn bóo trong quỏ khứ và trong thời gian đang tiến hành nghiờn cứu. Kết quả này phục vụ cho việc xõy dựng cụng trỡnh ven biển và phũng chống thiờn tai. Đó nghiờn cứu cỏc vấn đề nhƣ “Thủy triều biển Đụng”, ụ nhiễm do sụng tải ra biển, về mụi trƣờng tại nhiều nơi nhƣ Hạ Long, Đồ Sơn, Sầm Sơn, bờ biển Nghệ An, Vũng Tàu, Cụn Đảo, ụ nhiễm dầu khụng rừ nguồn gốc,... Tham gia lập bỏo cỏo hiện trạng mụi trƣờng trỡnh Quốc hội hàng năm.
Tiến hành nghiờn cứu toàn diện và khoa học về hiện tƣợng nƣớc dõng do bóo ở Việt Nam (trong quỏ trỡnh thực hiện 3 đề tài cấp Nhà nƣớc và 2 đề tài cấp Bộ về nƣớc dõng bóo) và kết quả là đó đƣa ra đƣợc cỏc đặc trƣng chế độ nƣớc dõng bóo, xõy dựng quy trỡnh và phần mềm dự bỏo nƣớc dõng do bóo ven biển Việt Nam. Cỏc kết quả nghiờn cứu này đó đƣợc kiểm nghiệm qua số liệu đo đạc thực tế của hơn 100 cơn bóo mạnh hoạt động trong vựng biển nƣớc ta từ năm 1960 đến nay. Kết quả nghiờn cứu này đó đƣợc chuyển giao cho cỏc cơ quan cú trỏch nghiệm để sử dụng cho việc quy hoạch, xõy dựng cụng trỡnh ven biển, hải đảo và phũng chống thiờn tai.
Tớnh toỏn và xõy dựng cơ sở khoa học cỏc đặc trƣng kỹ thuật đới bờ phục vụ cho yờu cầu xõy dựng cụng trỡnh biển ven bờ (kết quả thực hiện đề tài cấp Nhà nƣớc KHCN.06.10). Kết quả đó xõy dựng đƣợc hệ thống tƣơng đối hoàn chỉnh bộ tƣ liệu về điều kiện khớ tƣợng, thủy văn, thủy thạch động lực trong vựng biển ven bờ nƣớc ta từ Bắc đến Nam theo yờu cầu xõy dựng cụng trỡnh biển. Đõy là sản phẩm rất cú ớch cho cụng tỏc nghiờn cứu và ứng dụng. Cỏc kết quả đó chuyển giao, đƣợc nhiều cơ quan tiếp thu và sử dụng trong thực tế phục vụ phỏt triển kinh tế - xó hội và an ninh quốc phũng.
Đó tiến hành nghiờn cứu, khảo sỏt hiện trạng mụi trƣờng, đỏnh giỏ tỏc động mụi trƣờng, chất lƣợng nƣớc cho nhiều khu vực biển ven bờ, cửa sụng tại nhiều nơi theo yờu cầu của cỏc dự ỏn cụ thể nhƣ Hạ Long, Đồ Sơn, Sầm Sơn, Nghi Sơn, bờ biển Nghệ An, Vũng Áng, Quảng Bỡnh, Thừa Thiờn - Huế, Dung Quất, Vũng Tàu, Cụn Đảo... (qua việc thực hiện 2 đề tài cấp Nhà nƣớc và cỏc dự ỏn với cỏc tổ chức quốc tế nhƣ UNEP, ADB RETTA, JICA và cỏc cơ quan, bộ, ngành trong cả nƣớc).
Tiến hành nhiệm vụ Nhà nƣớc về quan trắc mụi trƣờng biển thƣờng xuyờn, định kỳ theo cỏc quý trong năm trờn vựng biển ven bờ Miền Trung, từ Hà Tĩnh đến Quy Nhơn. Tham gia xõy dựng cỏc bỏo cỏo hiện trạng mụi trƣờng hàng năm để Tổng Cục Mụi trƣờng (Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng) trỡnh Quốc hội.
Tiến hành xõy dựng cơ sở dữ liệu biển và cửa sụng bao gồm điều kiện tự nhiờn, địa hỡnh, địa mạo, cỏc tƣ liệu về khớ tƣợng thủy văn, thủy triều, thủy thạch đụng lực (súng, dũng chảy, vận chuyển bựn cỏt, biến đổi đỏy biển và đƣờng bờ), chất lƣợng nƣớc và trầm tớch, cỏc hệ sinh thỏi, tỡnh hỡnh kinh tế - xó hội cỏc huyện ven biển trờn phạm vi cả nƣớc; Ngoài cỏc số liệu, đó xõy dựng đƣợc nhiều tập bản đồ nhƣ bản đồ xúi lở bờ biển cả nƣớc tỷ lệ 1/250.000, bản đồ biến động rừng ngập mặn cả nƣớc thời kỳ 1990-1996 tỷ lệ 1/50.000, bản đồ nhạy cảm tràn dầu tỉnh Quảng Ninh và cho đoạn bờ từ Đà Nẵng đến Cà Mau, atlas mụi trƣờng cỏc tỉnh ven biển, atlas biến động bờ biển tỉnh Nam Định, Thừa Thiờn - Huế. Cụng việc này đang đƣợc tiếp tục hoàn thiện và cập nhật. Đõy là kết quả tổng hợp rất quan trọng, làm cơ sở cho tất cả cỏc nghiờn cứu khoa học và ứng dụng tiếp theo.
Đang chủ trỡ thực hiện 2 đề tài cấp Nhà nƣớc: “Nghiờn cứu cỏc điều kiện tự nhiờn và mụi trƣờng vựng biển Tõy Nam, phục vụ phỏt triển kinh tế và bảo vệ an ninh chủ quyền quốc gia” KC.09.02/06-10 và “Nghiờn cứu đỏnh giỏ tiềm năng cỏc nguồn năng lƣợng biển chủ yếu và đề xuất cỏc giải phỏp khai thỏc” KC.09.19/06-10 thuộc Chƣơng trỡnh Khoa học và Cụng nghệ trọng điểm cấp Nhà nƣớc giai đoạn 2006-2010.
Cơ học vật rắn biến dạng, cơ học cụng trỡnh và nền múng
Khai thỏc, phỏt triển và xõy dựng cỏc phần mềm tớnh kết cấu phục vụ thiết kế, thẩm định, đỏnh giỏ cỏc cụng trỡnh nhƣ cầu cống, cột điện cao thế, đờ đập, nhà cao tầng và giàn khoan dầu khớ ngoài biển v.v... Những chƣơng trỡnh này tập trung vào tớnh toỏn độ bền, ổn định, tuổi thọ và phõn tớch phản ứng động lực cỏc cụng trỡnh thep, bờ tụng cốt thộp v.v... Những chƣơng trỡnh đƣợc khai thỏc sử dụng là SAP90, CASTEM-2000, ALGORT, ANSYS, CASAR,... Ngoài việc sử dụng thành thạo, cũn cải tiến để ỏp dụng thuận lợi khi tớnh toỏn kết cấu, nhƣ tớnh toỏn đập nhà mỏy Thủy điện Hũa Bỡnh, cột cao thế của đƣờng dõy 500 KW.
Xõy dựng một quy trỡnh chẩn đoỏn, đỏnh giỏ trạng thỏi của kết cấu đang làm việc dựa trờn việc đo đạc cỏc đặc trƣng động lực học của kết cấu (dao động và biến dạng động). Trong lĩnh vực này đó xõy dựng đƣợc cỏc phần mềm thớch ứng phục vụ cho việc chẩn đoỏn và đỏnh giỏ trạng thỏi của kết cấu.Quy trỡnh này đó từng bƣớc đƣợc sử dụng vào thực tế thụng qua cỏc hợp đồng kinh tế nhƣ tham gia kiểm định cầu, đỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật giàn khoan mỏ Bạch Hổ, kiểm tra ảnh hƣởng của rung động do va đập và súng nổ v.v...
Tham gia soạn thảo “Quy phạm xõy dựng cụng trỡnh biển trờn thềm lục địa Việt Nam”, cỏc tập Tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN) đó lần lƣợt đƣợc xuất bản. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Về nền múng, cựng với việc nghiờn cứu phƣơng phỏp tớnh toỏn mới đó sử dụng thiết bị đo tƣơng đối hiện đại để giải quyết vấn đề gia cố nền đất yếu bằng cọc nhồi hoặc cọc bờ tụng cốt thộp, cú thể đỏnh giỏ độ dài cọc, chất lƣợng cọc và sức chịu tải của hệ cọc - nền. Đó ký nhiều hợp đồng trong lĩnh vực trờn và tớnh toỏn ổn định đờ, đập, nền múng, cụng trỡnh.
Tham gia cỏc đề tài trong cỏc chƣơng trỡnh trọng điểm của Nhà nƣớc về nghiờn cứu biển KHCH.09, KC.09, về Chế tạo mỏy KC.05 và Cỏc thiết bị nõng hạ KC.06 cỏc giai đoạn 1990-1995, 1995-2000, 2001-2005, 2006-2009. Chủ trỡ và tham gia cỏc đề tài thuộc Hƣớng nghiờn cứu Biển và cụng trỡnh
biển của Viện KH&CNVN. Chủ trỡ và tham gia cỏc đề tài nghiờn cứu cơ bản về Nhận dạng hệ cơ học và Cơ sở khoa học của chẩn đoỏn kỹ thuật, Phõn tớch động lực học kết cấu cú ứng xử phức tạp sử dụng mụ hỡnh phần tử hữu hạn cải biờn, Tối ƣu hoỏ kết cấu.
Ứng dụng thực tế. Nghiờn cứu chế tạo cỏc thiết bị giảm dao động và Xõy dựng cỏc phƣơng phỏp tớnh toỏn số để nghiờn cứu cỏc cơ hệ phức tạp trong thực tế nhƣ cầu dõy văng, cụng trỡnh biển, toa xe. Đó thực hiện hai đề tài cấp nhà nƣớc trong Chƣơng trỡnh KC.05 của Bộ Khoa học và Cụng nghệ, đƣợc Cục Sở hữu Trớ tuệ cấp 01 bằng đăng ký sỏng chế và 01 nhón hiệu đăng ký sản phẩm phần mềm SAVA phõn tớch kết cấu cú gắn thiết bị TTNL. Là cơ sở nghiờn cứu đầu tiờn trong cả nƣớc bƣớc đầu xõy dựng cơ sở khoa học-cụng nghệ cho việc giảm dao động cho cỏc cụng trỡnh biển DKI-quốc phũng ở vựng Trƣờng sa bằng thiết bị dạng con lắc-lũ xo. Đó viết một sỏch nghiờn cứu chuyờn sõu giảm dao động bằng thiết bị tiờu tỏn năng lƣợng trong Bộ sỏch chuyờn khảo “Ứng dụng và phỏt triển cụng nghệ cao” do Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam xuất bản năm 2007.
Nghiờn cứu vật liệu và cỏc vấn đề về khớ hậu khắc nghiệt nhƣ bờ tụng trong mụi trƣờng biển, cải thiện khớ hậu vựng giú Lào, cỏc thiết bị năng lƣợng sạch. Tham gia nhiều hội trợ KH-CN, đoạt giải thƣởng cụng nghệ quốc gia.
Tham gia cỏc hợp đồng triển khai ứng dụng về tớnh toỏn kiểm tra và đỏnh giỏ cỏc cụng trỡnh ngoài biển nhƣ giàn khoan, giàn DKI, đƣờng ống biển và cỏc thiết bị nõng hạ nhƣ cần trục, cẩu trục, cầu cảng.
Phỏt triển và ứng dụng vào thực tế cỏc cụng nghệ đỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật của cọc bờ tụng, cỏc kết cấu cụng trỡnh, cầu cống, nền múng, sử dụng cỏc hiệu ứng cơ học nhƣ rung động, súng đàn hồi, siờu õm, xung...Tớnh toỏn cỏc cụng trỡnh đập bờ tụng khi cú biến dạng do nhiệt, cỏc bài toỏn động đất.
Cơ học mỏy, cơ điện tử và tự động húa
Vấn đề kiểm soỏt trạng thỏi kỹ thuật của mỏy, tƣơng tỏc mỏy với kết cấu và chẩn đoỏn mỏy là vấn đề đƣợc quan tõm trong giai đoạn hiện nay và lõu dài về sau. Những kết quả về sử dụng cụng nghệ rung trong dõy truyền
sản xuất tấm lợp, trong sản xuất gạch bằng vật liệu khụng nung, trong việc khử rung cho mỏy quạt, mỏy turbine, mỏy nộn khớ, mỏy bơm,... tớnh toỏn thiết kế chế tạo hệ xà lan - bỳa mỏy là những thể hiện của lĩnh vực nghiờn cứu trờn. Đõy là những tiền đề cho việc phỏt triển của lĩnh vực mới là Cơ - điện tử (Mechatronics), sự kết hợp hữu cơ của cơ học, điện tử, tin học và điều khiển.
Đó ứng dụng PLC (Progamble logic Controllers), bộ điều khiển logic