Nghiên cứu tương tác của sóng nổ dưới nước với chướng ngại công trình có dạng trụ dài vô hạn

Nghiên cứu này trình bày tương tác của sóng nổ dưới nước với chướng ngại, công trình có dạng hình trụ dài vô hạn tại các điểm khảo sát khác nhau, làm cơ sở cho việc nghiên cứu tải trọng nổ lên các chướng ngại, công trình khác, đặc biệt là các công trình phòng thủ biển đảo hiện nay.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tương tác của sóng nổ dưới nước với chướng ngại công trình có dạng trụ dài vô hạnNGHIÊNCỨUTƯƠNGTÁCCỦASÓNGNỔDƯỚINƯỚCVỚI CHƯỚNGNGẠICÔNGTRÌNHCÓDẠNGTRỤDÀIVÔHẠN ThSTôĐứcThọ,GS.TSVũĐìnhLợi Email:ductho352032@gmail.com HọcviệnKỹthuậtQuânsự Tươngtáccủasóngnổ dướinướcvớicácchướngngại,côngtrìnhluônlàvấnđề cơ họckhódonhiềunguyênnhânkhácnhau.Chướngngại,côngtrìnhtrongthựctế có nhiềuloạinhưngvề chủ yếugồmmộtsốdạnghìnhcơ bản:trụ,nêm,cầu,phẳng… Để giảiquyếtcácbàitoándạngnàycầnđưavề việcgiảicácbàitoánnổ vớimộtsố hìnhdạngchướngngạicơbảnvàdựavàocácdạngnàyđểtínhtoánchocácdạngphức tạphơn.Nghiêncứunàytrìnhbàytươngtáccủasóngnổ dướinướcvớichướngngại, côngtrìnhcódạnghìnhtrụ dàivôhạntạicácđiểmkhảosátkhácnhau,làmcơ sở cho việcnghiêncứutảitrọngnổlêncácchướngngại,côngtrìnhkhác,đặcbiệtlàcáccông trìnhphòngthủbiểnđảohiệnnay. Từkhóa:chướngngại,nổdướinước,tươngtác,hìnhtrụ,nhiễuxạ,sóngtới… 1. Đặtvấnđề Tảitrọngcủasóngnổđượccoilàmộtdạngtảitrọngđặcbiệt.Nghiêncứutương táccủasóngnổ vớichướngngạicôngtrìnhnóichungđềukháphứctạpdonhiềunguyênnhânkhácnhau.Trênthựctế,khithiếtkếlượngnổthìtácdụngcủanóvới đốitượngtươngtácrấtđượcquantâm.Tronglĩnhvựcthiếtkế vũkhícácyêucầuvềtínhsátthương,pháhoại…củavụnổcóýnghĩasốngcònchosứcmạnhcủamột loạivũkhí.Ởchiềungượclại,đốitượngbịpháhoạilàcáccôngtrìnhhoặccácmôitrườngkhácnhauchịusựđượcsự tànphácủanổ đếnđâucũnglàmộttrongnhững yêucầumangtínhsốngcònđốivớimộtcôngtrình,đặcbiệtlàcáccôngtrìnhquân sự. Trướcđây,cácbàitoántươngtácsóngnổ vớichướngngạiluôngặpkhókhăn trongtínhtoándocácphươngpháptoánhọcvàphầnmềmtínhtoánchưapháttriển.Vấnđề nàylạithuộccácbàitoáncótínhphituyếnnênviệcgiảiquyếtcònnhiều hạnchế. Cácnghiêncứunổ dướinướcgầnđâyvề cơ bảnđãgiảiquyếtđượckhá nhiềuvấnđề quantrọng,trêncơ sở phântíchlýthuyếtvàkếthợpvớimộtsố thửnghiệmthựctế.Nếukhônggắnvớicácgiả thiết,mộtsốbàitoánrơivàocácvấnđềtoánhọcphứctạpvàhầunhư khôngcólờigiải[5].Tươngtácsóngnổ đốivớichướng 1ngại,côngtrìnhvớimôitrườngxungquanhluônlàvấnđề gâycảntrở chotínhtoán,thiếtkếliênquanđếnnổ.Vớisựpháttriểncôngcụtínhtoán,cácphầnmềmtinhọcđãgiảiđượcmộtsốbàitoánmangtínhphituyến,tínhbiếndạng,pháhủylớn,nângcao đượchiệuquảtínhtoán,thiếtkếnổ.Việcmôphỏngtảitrọngnổdướinướccũngđược thựchiệnbằngcácphầnmềmchuyêndụng[3].Vấnđề biểnđảođangtrở nênnóng bỏngvớihầuhếtcácnướccótranhchấptrênbiển.Việcxâydựngcáccôngtrìnhphòngngựbiểnđảochịuđượctảitrọngnổhoặcthiếtkếcácloạivũkhíchứathuốcnổnhư:lượngnổ,thủylôi,ngư lôi…đanglàcácvấnđề màcácnước ưutiênvàđẩymạnhnghiêncứu.Nướctacũngcómộtsốnghiêncứutheođịnhhướngnày[4].Dovậy,nghiên cứutươngtácsóngnổdướinướcvớichướngngạicóýnghĩatolớntrongpháttriểnlĩnh vựckhoahọcvềxâydựngcôngtrìnhtrênbiểnđảovàthiếtkếvũkhídướinước. 2.Cơsởlýthuyếttươngtácsóngnổdướinướcvớichướngngại 2.1.Tươngtácsóngnổdướinướcvớichướngngạicóhìnhdạngbấtkỳ Khảosátsóngnổphẳnglantruyềntrongchấtlỏngvàtươngtácvớichướngngạihữuhạncóhìnhdạngbấtkỳ (hình1).Giả sử sóngphẳnglantruyềntheophươngtrụcz,áplựcvàtốcđộhạtchấtlỏngtrongsóngtớichotrướcdướidạng,[5]: (1) Trongđó làhàmsóngđơnvị(Hình2). Hình1.Sóngnổdướinướctươngtácvới Hình2.Tảitrọngđơnvị chướngngạicóhìnhdạngbấtkỳ Tảitrọngtácdụnglêntoànbộ chướngngại,côngtrìnhkhisóngbị nhiễuxạsẽlàtổngcủahaithànhphần:2Trongđó: làtảitrọngsóngtới; làtảitrọnggâyradosóngphảnxạvànhiễuxạ. Cáchàmtrênđượcxácđịnhtheocáccôngthứcsau: (2) S1làmộtphầnbềmặtchướngngại,côngtrìnhnằmtrongvùngz≤a0t. (3) làáplựccủariêngthànhphầnsóngnhiễuxạvàphảnxạ. φlàthếtốcđộ,thỏamãnphươngtrìnhsóng,[5]: (4)Cácgiảthiếtvàđiềukiệnbiên:Chướngngại,côngtrìnhnằmtrongmôitrườngnướccứngvàbấtđộng.Trênbềmặtchướngngại,côngtrình,tốcđộhạtchấtlỏngtheophươngpháptuyếnvớibềmặtchướngngại,côngtrìnhbằng0: (5) Hay:Phátxạsóngởvôcùng(xachướngngại,côngtrình): φ→0khi →∞ (6) NhưvậyđểxácđịnhđượcthànhphầnFnx(t) củatảitrọngsóngnổ cầnphảigiảiphươngtrình(4)vớicácđiềukiệnbiên(5)và(8).Sử dụngphươngpháp biếnđổiLaplacecóthểnhậnđượckếtquảtrongtrườnghợptổngquátnhưsau: (7) 3 Trongđó: làhàmsốkểđ ...