5. Nội dung luận văn
4.1.3Cơ sở lý thuyết môđun vận chuyển bùn cát (ST)
MIKE 21ST là mô đun tính toán tốc độ vận chuyển bùn cát không kết dính dưới tác động của cả sóng và dòng chảy. Các thành phần vận chuyển bùn cát có thể gây ra biến đổi đáy. Việc tính toán được thực hiện dưới điều kiện thủy động lực cơ bản tương ứng với độ sâu đã cho. Không có sự tương tác trở lại của thay đổi độ sâu đến sóng và dòng chảy. Do đó, kết quả cung cấp bởi MIKE 21ST có thể được sử dụng để xác định được việc cập nhật độ sâu ở cuối mỗi chu kỳ tính toán.
Đặc trưng chính của mô đun vận chuyển bùn cát không kết dính MIKE 21ST được mô tả như sau:
- Các đặc trưng của vật chất đáy có thể không đổi hoặc biến đổi theo không gian (ví dụ tỉ lệ và cỡ hạt trung bình).
- Năm lý thuyết vận chuyển bùn cát khác nhau đều có giá trị cho việc tính toán tốc độ vận chuyển bùn cát trong điều kiện chỉ có dòng chảy:
+ Lý thuyết chuyển tải tổng cộng Engelund và Hansen;
+ Lý thuyết chuyển tải tổng cộng Engelund và Fredsoe (được xác định như tái đáy + tái lở lửng);
+ Công thức chuyển tải tổng cộng Zyerman và Fredsoe (tải đáy + tải lơ lửng) + Lý thuyết vận chuyển tải đáy Meyer – Peter;
+ Công thức chuyển tải tổng cộng Ackers và Whitr;
- Hai phương pháp có giá trị để tính toán tốc độ vận chuyển bùn cát kết hợp giữa sòng và dòng chảy;
+ Áp dụng mô đun vận chuyển bùn cát ST (Sediment Transort của DHI); + Phương pháp chuyển tải tổng cộng của Bijker;
- Phương pháp vận chuyển cát do người sử dụng xác định (2 chiều hoặc 3 chiều) trong tính toán kết hợp sóng và dòng chảy khi mô đun ST được sử dụng. Tính toán tốc độ vận chuyển được đẩy mạnh thông qua việc sử dụng bảng vận chuyển bùn cát được tạo ra trước đó.
- Sử dụng mô đun ST cho phép tính toán ảnh hưởng tổng hợp của dòng chảy và sóng đến tốc độ vận chuyển bùn cát:
+ Hướng truyền sóng bất kỳ tác động đến dòng chảy; + Sóng vỡ hoặc sóng không vỡ;
+ Cát đồng nhất kích thước hay cát có kích thước phân tán; + Đáy biểnbằng phẳng hay dạng gợn sóng;
- Tính ổn định chuẩn Courant – Fridrich – Lewy.
Phân bố thẳng đứng của bùn cát lơ lửng trong tính toán sóng kết hợp với dòng chảy dùng để đánh giá vận chuyển bùn cát trong biển. Cách thông thường để mô tả phân bố thẳng đứng của bùn cát lơ lửng đó là áp dụng phương pháp khuếch tán:
∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ = y c y y c w dt dc s ε
Trong đó c là nồng độ bùn cát, t là thời gian, w là tốc độ chìm lắng của bùn cát lở lửng, y là tọa độ thẳng đứng, εslà thừa số trao đổi rối.