Nghiên cứu chế độ thủy lực và phương án cải tạo tràn xả lũ Mỹ Lâm - Phú Yên bằng mô hình Flow-3D

Bài viết sử dụng mô hình thủy lực 3 chiều Flow 3D trong mô phỏng dòng chảy qua tràn, bể tiêu năng Mỹ Lâm, Phú Yên. Mô hình thủy động lực học Flow 3D dựa trên hệ phương trình Navier-Stokes là công cụ hữu hiệu trong mô phỏng các đặc tính thủy lực phức tạp của dòng chảy qua các công trình thủy lợi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế độ thủy lực và phương án cải tạo tràn xả lũ Mỹ Lâm - Phú Yên bằng mô hình Flow-3DBÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY LỰC VÀ PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO TRÀN XẢ LŨ MỸ LÂM - PHÚ YÊN BẰNG MÔ HÌNH FLOW 3D Lê Thị Thu Hiền1, Nguyễn Văn Chiến2Tóm tắt: Bài báo sử dụng mô hình thủy lực 3 chiều Flow 3D trong mô phỏng dòng chảy qua tràn,bể tiêu năng Mỹ Lâm, Phú Yên. Mô hình thủy động lực học Flow 3D dựa trên hệ phương trìnhNavier-Stokes là công cụ hữu hiệu trong mô phỏng các đặc tính thủy lực phức tạp của dòng chảyqua các công trình thủy lợi. Cao độ mặt thoáng của dòng chảy tính với các cấp lưu lượng khácnhau được so sánh với số liệu thí nghiệm. Bên cạnh đó, chỉ ra những đặc điểm thủy lực trên từnghạng mục công trình được chỉ ra như sóng xiên trên dốc, tách dòng tại đọan uốn cong mở rộng,giao thoa dòng chảy. Đề xuất phương án cái tạo mố tiêu năng trong bể tiêu năng.Từ khóa: Flow-3D, tràn xả lũ, bể tiêu năng, đặc tính thủy lực. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ* tương tác giữa pha lỏng với pha rắn hay hiện An toàn đập và các công trình phụ trợ như tượng trộn khí. Gần đây, Flow 3D được coi làtràn xả lũ, cống, v.v… luôn đóng một vai trò một công cụ hữu hiệu trong nghiên cứu các bàiquan trọng trong quản lý lưu vực, hồ chứa ở toán thủy lực phức tạp. Flow 3D mô phỏng dòngViệt nam. Sự hư hỏng của các dạng công trình chảy dạng 3 chiều dựa trên mô hình toán RANsnày sẽ dẫn tới những thiệt hại, hậu quả khó để giải hệ phương trình Navier-Stokes. Đỗ Xuânlường cả con người và vật chất ở hạ lưu công Khánh và nnk (2018) đã dùng mô hình này môtrình do sóng lũ vỡ đập gây nên. Vì vậy, việc phỏng dòng chảy qua tràn Ophixerop Đồng Nainghiên cứu đặc tính thủy lực của dòng chảy qua hay Lê Thi Thu Hiền và nnk (2018) lại tính toáncác công trình này ứng với các cấp làm việc lực tác dụng vào vật cản dựa vào kết quả áp suấtkhác nhau luôn cần được xem xét. Mô hình toán tính bằng Flow 3D. Tràn xả lũ Mỹ Lâm, Phú Yênvà mô hình vật lý đã và đang là công cụ hữu ích là một trong những hạng mục công trình quantrong nghiên cứu các hiện tượng thủy lực phức trọng của hồ chứa nước Mỹ Lâm. Năm 2007, dựtạp xuất hiện trong dòng chảy qua các công án xây dựng thí nghiệm mô hình của tràn ởtrình thủy lợi (Kumcu, 2016). Demeke và nnk trường Đại học Thủy lợi được thiết lập nhằm thí(2019) sử dụng mô hình Flow 3D mô phỏng nghiệm tìm ra những sai sót trong phương ándòng chảy qua hệ thống công trình tràn xả lũ, thiết kế tràn. Trong nội dung bài báo này, các táckênh dẫn hạ lưu. Salmasi và nnk (2018) lại dùng giả dùng mô hình toán xác định các đặc trưngmô hình Fluent kết hợp thực nghiệm nghiên cứu thủy lực của dòng chảy qua tràn xả lũ này bằngdòng chảy qua các bậc nước. Mô hình toán, từ mô hình Flow 3D. Các kết quả tính theo mô hìnhlâu luôn được coi là công cụ hữu hiệu trong mô toán được so sánh với giá trị đo đạc bằng môphỏng các bài toán thủy động lực học. Đặc biệt, hình vật lý. Bên cạnh đó, căn cứ vào các kết quảvới sự phát triển của công nghệ thông tin, các mô phỏng thủy lực chỉ ra một số bất hợp lý củaphần mềm tính thủy lực ra đời có khả năng mô khoảng cách các mô tiêu năng, sự tách dòng tạiphỏng dòng chảy có độ chính xác lớn khi có kể phần dốc uốn cong v.v… của phương án thiết kế,tới tính rối, tính nhớt của chất lỏng, kể tới sự từ đó đề ra phương án cải tạo, sửa chữa. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU1 Bộ môn Thủy lực - Trường Đại học Thủy lợi 2.1. Mô hình vật lý2 Viện Thủy công - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Công trình tràn Mỹ Lâm gồm có các hạngKHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 65 (6/2019) 133mục chính như sau: Phần đập tràn cong có 3 2014 tại phòng Thí nghiệm Thủy lực. Mô hìnhkhoang, bề rộng mỗi khoang là 8m; cao trình được xây dựng với tỷ lệ 1/40 nhằm kiểm tra cácđỉnh tràn là 26,4m. Sau tràn là dốc nước có độ đặc tính thủy lực như mực nước, lưu tốc, áp suấtdốc 7%, bề rộng của dốc là 28m. Cuối dốc có trên tràn, dốc nước, bể tiêu năng và phát hiệnđoạn vừa uốn cong vừa mở rộng đi vào bể tiêu những yếu tố thủy lực bât lợi trước khi đề xuấtnăng hạ lưu. Bể hạ lưu có bố trí hai hàng mố điều chỉnh phương án thiết kế kỹ thuật, (Hình 1)tiêu năng. Cuối bể tiêu năng có tường tiêu năng (Nguyễn Văn Tài, 2008). Các điểm đo đạc ởcao 5m. Chiều dài toàn bộ công trình là 145m. trên tràn và dốc nước được lấy ở tim tràn, cácDự án xây dựng mô hình vật lý tràn xả lũ Mỹ điểm đo ở bể tiêu năng lấy trước và sau cácLâm do trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm hàng mố tiêu năng. ...