Bài giảng Hướng dẫn thực hành Kỹ thuật Bờ biển - Phần 4

TÍNH TOÁN NƯỚC DÂNG DO BÃO Cơ sở tính toán Phương trình cơ bản Các quá trình thuỷ động lực học của nước vùng ven biển trong đó có thuỷ triều, nước dâng do bão, v.v… có thể được mô tả bởi hệ phương trình sóng nước nông 2 chiều: Phương trình liên tục
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hướng dẫn thực hành Kỹ thuật Bờ biển - Phần 4Hướng dẫn thực hành Kỹ thuật Bờ biển Tính toán nước dâng do bão TÍNH TOÁN NƯỚC DÂNG DO BÃO Nghiêm Tiến Lam Khoa Kỹ thuật Biển, Đại học Thuỷ lợiCơ sở tính toánPhương trình cơ bảnCác quá trình thuỷ động lực học của nước vùng ven biển trong đó có thuỷ triều, nước dâng dobão, v.v… có thể được mô tả bởi hệ phương trình sóng nước nông 2 chiều:Phương trình liên tục ∂η ∂ ( uh ) ∂ ( vh ) + + =0 (1) ∂t ∂x ∂yPhương trình cân bằng động lượng theo phương x ∂η 1 ∂Pa τ wx − τ bx ∂u ∂u ∂u + τ ix +u + v − fv = − g − + (2) ∂x ρ ∂x ρh ∂t ∂x ∂yPhương trình cân bằng động lượng theo phương y ∂η 1 ∂Pa τ wy − τ by ∂v ∂v ∂v + τ iy + u + v + fu = − g − + (3) ∂y ρ ∂y ρh ∂t ∂x ∂yCác thành phần ngoại lực chínhMa sát đáyỨng suất do ma sát đáy 1 τb = ρ g (4) UU C2 U = u 2 + v2 (5)Các thành phần ứng suất do ma sát đáy ) ( 1 1 τ bx = ρ g U u = ρg 2 u 2 + v2 u (6) 2 C C ) ( 1 1 τ by = ρ g U v = ρg 2 u 2 + v2 v (7) 2 C CTác động của gióỨng suất gió tác động lên mặt nước τ w = ρ a Cd W W (8) 128/08/2008Hướng dẫn thực hành Kỹ thuật Bờ biển Tính toán nước dâng do bão W = W +W 2 2với (9) x yCác thành phần ứng suất gió τ wx = ρ a Cd W Wx = ρ a Cd W W cos θ = τ w cos θ (10) τ wy = ρ a Cd W Wy = ρ a Cd W W sin θ = τ w sin θ (11)Trong nhiều công thức về hệ số ma sát gió như giới thiệu trong phần Phụ lục 3, công thứcđược sử dụng rất rộng rãi có thể áp dụng là công thức (59) của Van Dorn (1953)Trong các mô hình thuỷ động lực học, các thành phần chính gây nên nước dâng do bão làtrường gió và trường khí áp trong bão có thể được xác định như trong phần Phụ lục 1 và 2.Khí ápXem phần sau và Phụ lục 1.Tính toán sơ bộ nước dâng do bãoĐối với tính toán nước dâng trong trạng thái ổn định, có thể bỏ qua các thành phần biến đổicủa vận tốc, lực Coriolis, nội ma sát v.v…, khi đó từ (2) có phương trình tính toán nước dângtheo phương x vuông góc với bờ 1 dPa τ wx − τ bx dη = + (12) dx ρ g dx ρ ghĐể ước lượng nước dâng do bão từ phương trình (12), có thể tính toán riêng từng thành phầncủa nước dâng do gió và nước dâng do giảm khí áp sau đó cộng lại.Nước dâng do bão ở các vùng nư ...