5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1.2.2.Cơ sở lý thuyết mô hình dòng chảy Mike 21FM HD
Mô đun dòng chảy được giải bằng phương pháp lưới phần tử hữu hạn. Mô
đun này dựa trên nghiệm số của hệ các phương trình Navier-Stokes trung bình Reynolds cho chất lỏng không nén được 2 hoặc 3 chiều kết hợp với giả thiết Boussinesq và giả thiết áp suất thuỷtĩnh. Do đó, mô đun bao gồm các phương trình: phương trình liên tục, động lượng, nhiệt độ, độ muối và mật độ và
chúng được khép kín bởi sơ đồ khép kín rối. Với trường hợp ba chiều thì sử
dụng xấp xỉ chuyển đổi hệ toạđộ sigma.
Việc rời rạc hoá không gian của các phương trình cơ bản được thực hiện bằng việc sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn trung tâm. Miền không gian
được rời rạc hoá bằng việc chia nhỏ miền liên tục thành các ô lưới/phần tử không trùng nhau. Theo phương ngang thì lưới phi cấu trúc được sử dụng còn
theo phương thẳng đứng trong trường hợp 3 chiều thì sử dụng lưới có cấu trúc. Trong trường hợp hai chiều các phần tử có thể là phần tử tam giác hoặc tứ giác.
• Hệ phương trình cơ bản
+ Phương trình liên tục
(4. 6)
+ Phương trình động lượng theo phương x và y tương ứng
(4. 7)
(4. 8)
Trong đó:
- h(x,y,t): Độ sâu nước tại điểm (x,y) tính từ 0;
- ζ (x,y,z): Cao độ mặt nước tính từ 0;
- p, q(x,y,z):
Mật độ thông lượng theo chiều x và y
(m3/s/m=(uh, vh);
(u,v) vận tốc trung bình theo chiều sâu hướng x,y.
- C(x,y,t) Hệ số Chezy (m1/2/s)
- g Gia tốc trọng trường
- f(V) Hệ số ma sát gió
- V,Vx,Vy(x,y,t) Vận tốc gió theo chiều x và y
- Ω(x,y) Hệ số Coriolis (s-1
)
- Pa (x,y,t) Áp suất khí quyển (kg/m/s2
) - ρw Mật độ nước (kg/m3
) - x,y Tọa độ không gian (m)
- t Thời gian
Mô hình xây dựng dựa trên mô tả lưới phi cấu trúc có dạng tam giác hoặc tứ giác.Phương pháp thể tích hữu hạn được sử dụng để giải số hệ phương trình liên tục và bảo toàn động lượng của dòng chảy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});