Trích yếu luận án tiến sĩ kỹ thuật của NCS. Hoàng Nam Bình
Tên tác giả: Hoàng Nam Bình
Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS. TS. Lê Văn Nghị
Tên luận án: Một số đặc trưng thủy động lực học của dòng biến lượng không ổn định trong máng tràn bên
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số: 9 58 02 02
Đơn vị đào tạo sau đại học: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU
1. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
(1) Thiết lập hệ phương trình vi phân phi tuyến của dòng biến lượng (SVF) không ổn định chuyển động một chiều (1D) có kể đến lực quán tính của dòng chảy bên và dòng chảy cong; (2) Tuyến tính hóa hệ phương trình đề xuất bằng phương pháp sai phân và thiết lập chương trình tính thích hợp; (3) Xác định các hệ số trong phương trình SVF không ổn định ID áp dụng cho máng tràn bên; (4) Xác định một số đặc trưng thủy động lực học trong máng tràn bên.
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là dòng chảy trong kênh dẫn hở có xét đến dòng chảy bên gia nhập tự do dọc theo biên dòng chính.
Phạm vi nghiên cứu là dòng chảy ID trong máng tràn bên có lưu lượng gia nhập từ một cạnh của máng. Độ dốc đáy máng thoải (So < S) nối tiếp bằng dốc nước (So > Sc), không kể đến trộn khí.
2. Phương pháp nghiên cứu
04 phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng gồm: (1) Phân tích và tổng hợp lý thuyết đánh giá những vấn đề liên quan đến nội dung nghiên cứu từ đó chỉ ra những kết quả có thể kế thừa và những điểm còn tồn tại, hạn chế; (2) Phân tích thứ nguyên để xây dựng các công thức thực nghiệm từ số liệu thực đo; (3) Phương pháp giải tích để thiết lập hệ phương trình vi phân phi tuyến của SVF không ổn định ID bằng cách tích phân trực tiếp hệ phương trình Navier Stockes; (4) Phương pháp số để giải hệ phương trình đề xuất và thiết lập công cụ mô phỏng số. Ngoài ra, luận án cũng sử dụng phương pháp điều tra khảo sát, kế thừa, trao đổi lấy ý kiến các chuyên gia để làm sáng tỏ vấn đề.
3. Các kết quả nghiên cứu chính
3.1. Ý nghĩa khoa học
Với việc bổ sung thành phần lực quán tính của dòng chảy bên và dòng chảy cong, luận án đã thu được hệ phương trình vi phân của SVF không ổn định, làm phong phú hơn lý thuyết của SVF. Kết quả nghiên cứu của luận án đã làm sáng tỏ thêm quy luật chuyển động và một số đặc trưng thủy động lực học của dòng chảy trong máng tràn bên.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Luận án đã cung cấp công cụ tính toán thủy lực máng tràn bên cho kết quả chính xác hơn so với phương pháp đã có, cho phép xác định quy mô công trình phù hợp với thực tế khi thiết kế loại công trình này.
3.3. Những đóng góp mới của luận án
Thiết lập được hệ phương trình vi phân tổng quát (2.28) cho SVF không ổn định khi kể đến lực gây ra do dòng chảy bên và dòng chảy cong. (2.28) là dạng phương trình Saint Venant mở rộng.
Xác định được các hệ số phân bố lưu tốc của SVF trong máng tràn bên (a = 1,41 và a = 2,32) với giới hạn của điều kiện (3.8). Thiết lập được công thức xác định chiều sâu dòng chảy phía thành máng đối diện (3.6) và chiều sâu dòng chảy cuối máng (3.17), phù hợp lần lượt với điều kiện (3.8) và (3.18).
Sử dụng sơ đồ sai phân Preissmann số hóa hệ phương trình (2.28) thu được hệ phương trình đại số tuyến tính (2.54). Xây dựng thuật toán và công cụ mô phỏng số USVFID để xác định một số đặc trưng thủy động lực học của SVF không ổn định trong máng tràn bên.
