Giáo trình kỹ thuật khai thác thủy sản tập 2 part 4

Việc tìm đầy đủ các tham số tỉ lệ trong một tình huống phức tạp là một công việc rắc rối và tốn nhiều công sức. Trước hết, cần phải có đồng dạng về hình học giữa mô hình và nguyên mẫu; điều kiện này chỉ thỏa mãn nếu như mô hình được làm đúng như nguyên mẫu. Thứ hai, các đặc trưng cơ học về tính vận động của mô hình cũng cần phải tương tự nguyên mẫu
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật khai thác thủy sản tập 2 part 4Việc tìm đầy đủ các tham số tỉ lệ trong một tình huống phức tạp là một công việc rắcrối và tốn nhiều công sức. Trước hết, cần phải có đồng dạng về hình học giữa mô hìnhvà nguyên mẫu; điều kiện này chỉ thỏa mãn nếu như mô hình được làm đúng nhưnguyên mẫu. Thứ hai, các đặc trưng cơ học về tính vận động của mô hình cũng cầnphải tương tự nguyên mẫu. Tuy vậy, các điều kiện trên vẫn có thể xác định được nếuđứng về phương diện số học gọi là tiêu chuẩn đồng dạng. Các tiêu chuẩn đồng dạng thì được đánh giá dựa trên các đặc điểm kỹ thuật của môhình và việc bố trí thí nghiệm kiểm định mô hình. Thí dụ, chúng sẽ thiết lập tốc độ vậnđộng của mô hình như là một hàm của: các kích thước, các tính chất vật lý của vật liệumô hình, và các tính chất của môi trường kiểm định. Số tiêu chuẩn cần phải thỏa mãnđối với từng ngư cụ là khác nhau; và các điều kiện kiểm định mô hình khác nhau phụthuộc vào vấn đề cần giải quyết. Tiêu chuẩn đồng dạng được xác định bởi các biến số: kích thước vật lý của ngư cụ;tính vận động; và tính chất vật lý của môi trường chất lỏng. Thì số Reynolds sẽ là đạidiện cho tính chất này. Một khi đat được đồng dạng giữa mô hình và ngư cụ, giá trị của một tiêu chuẩnđồng dạng tương ứng nào đó thì bằng nhau. Do đó, để đảm bảo sự đồng dạng cần phảichọn đúng các đặc trưng vật lý của mô hình và các điều kiện mà dưới các điều kiệnnày nó được kiểm định, để mà giá trị của bất cứ cặp tiêu chuẩn đồng dạng B tương ứngcho mô hình Bm và nguyên mẫu Bp là bằng nhau, nghĩa là: Bm = Bp (3.8) Qui tắc theo công thức (3.8) là một tiêu chuẩn chung mà từ đây ta tìm ra tất cả cáctiêu chuẩn cụ thể. Nhưng qui tắc này thì thường không dễ đạt được trong thi công môhình, bởi các lý do thực tế như: thứ nhất, thiếu vật liệu thích hợp, hoặc thiều điều kiệnkiểm định. Thứ đến, các giá trị số học của tiêu chuẩn đồng dạng của mô hình cũngkhông bằng nhau đối với nguyên mẫu hoặc tất cả các điều kiện được diễn tả bởi côngthức tỉ lệ (3.7) cũng không thể đồng thời thoả đáng. Thỉnh thoảng, cả hai thiếu sótcùng xảy ra đồng thời. Tuy vậy, dù có bất cứ sự khác biệt nào tồn tại, thì một vài sai lệch so với qui tắcđồng dạng cũng có thể được chấp nhận, khi đó điều kiện đồng dạng xấp xĩ có thể đượcáp dụng. Khi kiểm định mô hình được tạo dựng dưới những điều kiện xấp xĩ như thế,thì mức sai lệch do ”xấp xĩ” cũng cần phải được đánh giá, được gọi là đánh giá ảnhhưởng tỉ lệ. Để cuối cùng, các tham số của ảnh hưởng tỉ lệ sẽ được sử dụng để hiệuchỉnh các kết quả của kiểm định mô hình.3.3Các đánh giá về tính đồng dạng trong thi công và kiểmđịnh mô hình ngư cụ Các bước cơ bản trong kiểm định mô hình ngư cụ là: (i) đánh giá các tham số cấutrúc của mô hình để thi công; (ii) đo các biến của mô hình trong thí nghiệm; (iii) ngoạisuy dữ liệu mô hình cho thi công ngư cụ đánh bắt. Tất cả các bước này cần phải theotiêu chuẩn về đồng dạng. Tuy nhiên, ta biết rằng thành phần chủ yếu của ngư cụ là lướivà các phụ tùng của nó (dây viền, các ma ní, khoá xoay,...) nên việc tạo dựng các môhình có đầy đủ như thế thì khá là phức tạp. Tuy vậy, mô hình không nhất thiết phải làmột bản sao của nguyên mẫu với tỉ lệ nhỏ chính xác như thế. 48 3.3.1Điều kiện đồng dạng Để mô hình và nguyên mẫu được xem là đồng dạng theo Fridman (1973) phải thoảmãn 6 điều kiện như sau:1) Các đường viền trong bản vẽ mô hình phải đồng dạng về hình học và các tỉ số diện tích phần chỉ lưới chiếm chổ phải bằng với tỉ số của nguyên mẫu, nghĩa là: Esm = Esp.2) Các điều kiện biên trong thí nghiệm mô hình so nguyên mẫu khi có dòng chảy nên theo tiêu chuẩn đồng dạng thủy động lực đã có trong thực tế.3) Các điều kiện ban đầu của vận động (hình dạng, tốc độ, hướng ở thời điểm T = 0) của mô hình và nguyên mẫu cũng phải theo tiêu chuẩn đồng dạng đã có trong thực tế.4) Các tham số tỉ lệ của các lực tác động lên mô hình và nguyên mẫu, kể cả lên các phụ tùng, cần phải giống nhau về tất cả các lực, nghĩa là: Fm/Fp = hằng số. Vì thế, số Newton (Ne) (xem mục 3.4.5) phải là như nhau đối với cả hai mô hình và nguyên mẫu, nghĩa là: Nem = Nep.5) Với các phụ tùng tương đối nặng (cáp, xích,...) ở đó lực trọng trường cũng là một nhân tố ảnh hưởng thì số Froude khái quát (Fr) (xem mục 3.4.6) phải như nhau ở cả mô hình và nguyên mẫu, nghĩa là: Frm = Frp.6) Trường hợp có sự vận động tăng hoặc giảm tốc thì số Strouhal (Sr), (xem mục 3.4.7) cũng phải bằng nhau, nghĩa là: Srm = Srp đối với đồng dạng động lực học. 3.3.2Đồng dạng hình học Trong thiết kế mô hình, đồng dạng hình học so với nguyên mẫu thì được xét quacác kích thước tổng. Tuy nhiên, ta có thể sử dụng tham số về cỡ mắt lưới (m), độ thô(Dt) và hệ số rút gọn (U) để tính tỉ số diện tích phần chỉ chi ...