Ứng dụng mô hình toán mô phỏng dòng chảy qua máng tràn ngang hồ chứa nước quang hiển, tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRẦN HỮU SÁNG

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN MÔ PHỎNG
DÒNG CHẢY QUA MÁNG TRÀN NGANG
HỒ CHỨA NƢỚC QUANG HIỂN, TỈNH
BÌNH ĐỊNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số: 85.80.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ

Đà Nẵng-2018


Công trình được hoàn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Hướng dẫn khoa học:
GS.TS. Nguyễn Thế Hùng

Phản biện 1:PGS.TS Hồ Sỹ Tâm
Phản biện 2:TS. Vũ Huy Công

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ ứng dụng Kỹ thuật Xây dựng Công Trình Thủy
họp tại Trường Đại học Bách khoa.
Vào hồi 08 giờ 00 ngày 21 tháng 06 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Thư viện Khoa Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện


-3MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Công trình tháo lũ hồ chứa nước Quang Hiển, tỉnh Bình
Định là loại công trình kiểu máng tràn ngang có qui mô tính
toán cấp III. Do đặc thù công trình tháo lũ là dòng chảy trong
máng ngang là dòng chảy biến lượng 3 chiều xoắn ốc phức tạp.
Việc tính toán thủy lực máng tràn ngang hiện nay rất khó khăn
cho các kỹ sư thiết kế công trình nếu chỉ sử dụng các công thức
giải tích một chiều trong giáo trình còn nhiều rủi ro, kết quả tính
toán chưa phản ánh dòng chảy thực khi tràn làm việc.
Đây cũng là lý do chọn đề tài: “Ứng dụng mô hình toán mô
phỏng dòng chảy qua máng tràn ngang Hồ chứa nước Quang
Hiển, Tỉnh Bình Định” để nghiên cứu đối với các công trình
vừa và nhỏ.
2. Mục đích nghiên cứu
Ứng dụng mô hình TELEMAC-3D để mô phỏng dòng chảy
qua công trình máng tràn ngang hồ chứa nước Quang Hiển, tỉnh
Bình Định, nhằm xác định:
- Tính hợp lý về hình dạng, kích thước các bộ phận công trình
tràn nói chung và máng tràn ngang nói riêng; xem xét đánh giá
cácđặc trưng thủy lực dòng chảy biến lượng 3 chiều trong máng
ngang.
- Thông qua kết quả trên mô hình so sánh với phương pháp tính
toán hiện nay, nhận xét, đánh giá.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Công trình tháo lũ máng tràn ngang hồ
chứa nước Quang Hiển, tỉnh Bình Định.


-4- Phạm vi nghiên cứu: Dùng mô hình TELEMAC-3D Nghiên
cứu về dòng chảy biến lượng 3 chiều trong máng ngang.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là tiếp cận cơ sở lý thuyết về dòng
chảy thủy động lực học, cơ sở lý thuyết phương pháp số, phần
tử hữu hạn, tin học ứng dụng…Trên cơ sở đó ứng dụng mô hình
TELEMAC-3D cho công trình tràn xả lũ hồ chức nước Quang
Hiển, tỉnh Bình Định.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việc nghiên cứu dòng chảy qua máng tràn ngang bằng mô
hình toán 3 chiều có ý nghĩa rất lớn đối với các kỹ sư tư vấn
thiết kế công trình vừa và nhỏ. Thông qua mô hình, ta có thể
xác định hình dạng tràn hợp lý, dự báo được các yếu tố thủy lực
bất lợi khi tràn làm việc mà phương pháp giải tích 1 chiều
không giải quyết được.
6. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần Mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn gồm 3
chương:
Chương 1 - Tổng quan về dòng chảy qua công trình tràn xả lũ
Chương 2 - Lý thuyết tính toán dòng chảy qua tràn xả lũ mô
hình TELEMAC-3D.
Chương 3– Áp dụng mô hình toán TELEMAC-3D mô phỏng
dòng chảy qua qua công trình tràn xả lũ.
Luận văn gồm có: mở đầu, 3 chương, kết luận và kiến nghị.

-5CHƢƠNG 1
TỔNG QUANVỀ DÒNG CHẢY QUA TRÀN XẢ LŨ
1.1 Các công trình tràn tiêu biểu
1.1.1 Tình hình xây dựng, công trình thủy lợi, thủy điện trên
thế giới
1.1.2 Tình hình xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện ở
nước ta
1.1.3 Nhận xét về công trình tháo lũ ở nước ta
Các công trình tháo lũ có quy mô vừa và lớn ở nước ta phần
lớn là loại đập tràn đường tràn dọc.Còn dạng đường tràn ngang
ít thấy áp dụng cho các công trình lớn.
1.2 Các vấn đề xây dựng mô hình dòng chảy qua các công
trình thủy lợi
1.2.1 Khái niệm về mô hình toán của dòng chảy
Các bước cơ bản xây dựng mô hình toán:
Bước 1: Lựa chọn phương trình hay hệ phương trình toán học
mà ta cần phải giải quyết. Các phương trình dạng này thường áp
dụng các định luật bảo toàn như bảo toàn khối lượng, bảo toàn
momen động lượng hay bảo toàn năng lượng.
Bước 2: Đặt điều kiện cho bài toán.
Bước 3: Dùng phương pháp số để tìm kết quả gần đúng.
Bước 4: Thiết lập thuật toán số ứng với mô hình đã lập và chạy
trên máy tính kỹ thuật số.
Bước 5: Chạy một số bài toán mẫu để kiểm chứng.
Với 5 bước cơ bản nêu trên ta có một mô hình toán học.Sau
đó cần phải hiệu chỉnh mô hình và kiểm định mô hình.


-61.2.2 Những vấn đề cần nghiên cứu dòng chảy trong máng

ngang
Hiện nay, lý thuyết hay tài liệu nghiên cứu về dòng chảy
trong máng tràn ngang không nhiều. Trong giáo trình Thủy
công tập 2 hay Công trình tháo lũ trong đầu mối hệ thống thủy
lợi chỉ trình bày các phương pháp tính giải tích gần đúng để xác
định đường mực nước trong máng. Đây cũng là vấn đề khó
khăn cho các kỹ sư tư vấn thiết kế khi phải gặp loại công trình
này (nếu chỉ dựa vào tài liệu trong giáo trình). Ngày nay khoa
học và công nghệ phát triển đã giải quyết được một số bài bài
toán kỹ thuật. Do đó, tác giả muốn sử dựng mô hình toán
TELEMAC-3D áp dụng cho công trình máng tràn ngang để
nghiên cứu dòng chảy biến lượng 3 chiều, xoắn ốc, khá phức
tạp trong máng ngang, có thể rất có ít cho kỹ sư thiết kế công
trình.
KẾT LUẬN CHƢƠNG I
Công trình tràn trong đầu mối thủy lợi đóng một vai trò rất
quan trọng. Các công trình tràn ngang có điều kiện xây dựng rất
đặc biệt, ảnh hưởng rất lớn đến an toàn và kinh phí xây dựng
công trình, nếu như tính toán thiết kế chưa phù hợp.Do đó các
nhà Khoa học trên thế giới đã chú trọng và phát triển các mô
hình tính toán để phục vụ cho công tác thiết kế công trình.
Chương tiếp theonghiên cứu các lý thuyết tính toán dòng chảy
qua tràn xả lũ và ứng dụng hệ thống mô hình toán TELEMAC3D để tính toán dòng chảy qua máng tràn ngang.


-7CHƢƠNG II
LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY QUA TRÀN XẢ
LŨ MÔ HÌNH TELEMAC-3D
2.1 Mục đích và yêu cầu mô phỏng mô hình toán
2.1.1 Mục đích mô phỏng bằng mô hình toán:

Các phương pháp cổ điển tính toán thủy lực máng tràn
ngang hiện nay đều giả thuyết dòng chảy là đều, ổn định, một
chiều, điều kiện biên đơn giản. Kết quả tính toán chưa mô tả
đúng hiện tượng vật lí mà tràn làm việc. Dùng mô hình toán
TELEMAC-3D mô phỏng dòng chảy biến lượng 3 chiều rất cần
thiết.
2.1.2 Qui trình kiểm định mô hình:
a. Qui trình kiểm định mô hình:
- Căn cứ vào TCVN 8214-2009 – Thí nghiệm mô hình thủy lực
công trình thủy lợi, thủy điện xây dựng mô hình thí nghiệm;
- Chia lưới và xây dựng bản đồ DEM tính toán cho công trình;
- Khai báo hệ số nhám tại các vị trí và thành bên công trình;
- Lắp đặt các thiết bị quan trắc tại các vị trí cần xem xét;
- Gán điều kiện biên, điều kiện ban đầu;
- Tiến hành mô phỏng và kiểm tra trực quan kết quả trên mặt
bằng. Hiệu chỉnh sơ bộ hệ số nhám tại các vị trí;
- Trích xuất vận tốc tại các vị trí có dữ liệu đo đạc. Hiệu chỉnh
các thông số mô hình.
b. Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu dòng chảy biến lượng 3
chiều trong máng tràn ngang hồ chứa nước Quang Hiển.
2.2 Tài liệu đƣợc cung cấp phục vụ mô hình
2.2.1 Giới thiệu chung:


-82.2.1.1 Giới thiệu dự án:
2.2.1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ:
2.2.1.3. Tóm tắt qui mô dự án:
- Cấp công trình: Cấp III
- Cao trình đỉnh đập: 63.30m; Cao trình đỉnh tường: 63.90m
- Cao trình ngưỡng tràn: 60.40m (tràn tự do)

- Chiều dài ngưỡng tràn: 40.00m
- Lưu lượng thiết kế Q1% = 190.00m3/s
- Lưu lượng kiểm tra Q0.2% = 258.00m3/s
2.2.2 Tài liệu thủy văn:
2.2.2.1 Tài liệu thủy văn thiết kế công trình:
a. Đặc trưng lưu vực:
b. Dòng chảy năm thiết kế:
c. Dòng chảy lũ thiết kế:
2.2.2.2 Tài liệu quan trắc:
2.3 Tài liệu địa hình

Hình 2.5: Mặt bằng tràn xả lũ Hồ chứa nước Quang Hiển


-92.3 Lý thuyết tính toán thủy lực máng tràn ngang
2.3.1 Tính toán thủy lực cho ngưỡng tràn
- Hình dạng mặt ngưỡng tràn thực dụng hồ Quang Hiển:

Hình 2. 1: Hình mặt cắt ngang ngưỡng tràn
- Các thông số: P1=2.0m, =1.5m, r =1.0m, R=4.0m, αH=450.
- Công thức tính lưu lượng qua ngưỡng tràn:
√

(2 – 1)

-Từ công thức (1-1), chiều dài ngưỡng tràn:
√

(2 – 2)

2.3.2 Tính toán thủy lực máng ngang
2.3.2.1 Phương pháp Giáo sư E.A.Zamarin:
- Lưu lượng qua các mặt cắt x được xác định:
(23)
√
-Độ dốc thủy lực:
(2-4)
- Độ dốc trung bình giữa 2 mặt cắt:
(2-5)
- Chênh lệch mực nước giữa 2 mặt cắt:
hw = L.itb(2-6)


-10Phương pháp này cho kết quả gần đúng để sơ bộ xác định
kích thước bể máng bên. Đối với công trình quan trọng cần tính
toán kiểm tra theo phương pháp khác.
2.3.2.2 Phương pháp dòng biến lượng:
Giả thuyết dòng chảy trong máng là ổn định. Công thức vẽ
đường mực nước trong máng:
–

(2-7)

Công thức (2-7) có thể viết lại dưới dạng:
–

(2-8)

Đặt: y = z + p/(2-9)
-Xét 2 mặt cắt cách nhau một đoạn x, công thức (2-8) viết lại

dưới dạng sai phân:
–

(2-10)
Và y1– y2 = h + i0.x

(2-11)

2.3.2.3 Các phương pháp khác:
- Phương pháp T.R.Camp và W.E.Howloml:
( )

(2-12)

- Phương pháp I.M.Konovalop:
(

)

(2-13)

2.4 Giới thiệu về hệ thống phần mềm TELEMAC
Hệ thống phần mềm TELEMAC là một công cụ tổng hợp,
mạnh dùng để mô phỏng dòng chảy có mặt thoáng. Ở Châu Âu,


-11hệ thống TELEMAC trở thành công cụ hữu hiệu trong lĩnh vực
tính toán dòng chảy hở trong sông và biển. Telemac bao gồm
nhiều modules được xây dựng dựa trên các thuật toán mạnh
dùng phương pháp phần tử hữu hạn. Miền tính toán được rời

rạc hóa bằng lưới các phần tử tam giác, hay lăng trụ đáy tam
giác.
2.4.1 Bài toán thủy lực 1 chiều (1D):
TELEMAC MASCARET: mô phỏng dòng chảy một
chiều.Dựa trên hệ phương trình Saint-Venant.
2.4.2 Bài toán thủy lực 2 chiều (2D):
TELEMAC-2D: mô phỏng dòng chảy 2 chiều ngang, giải
hệ phương trình Saint-Venant, bao gồm mô phỏng hiện tượng
truyền các chất hòa tan. TELEMAC-2D có hai phiên bản, hai
phương pháp tính khác biệt nhau:
+Ph n t h u hạn:
+Thể t ch h u hạn:
2.4.3 Bài toán thủy lực 3 chiều (3D):
TELEMAC- 3D: mô phỏng dòng chảy 3 chiều, giải hệ
phương trình Navier-Stokes, bao gồm mô phỏng hiện tượng
truyền chất hòa tan có hoặc không tham gia phản ứng hóa học
(TELEMAC-3D Software, March 2013). Giải phương trình
Navier-Stokes 3D qua một bước thuật toán phân đoạn, sử dụng
xấp xỉ Boussinesq (J. M. Hervouet, 2007). Một trong những ưu
điểm chính của thuật toán bước phân đoạn, đó là người sử dụng
có thể lựa chọn lời giải số phù hợp nhất với các số hạng khác
nhau của các phương trình Navier-Stokes.
2.4.4 Một số Modun khác của hệ thống phần mềm


-12TELEMAC
+ ARTEMIS: tính sóng biển có xét đến các hiện tượng vật lý
như phản xạ, nhi u xạ, khuyếch tán của sóng biển khi truyền
vào vùng nước nông trước và trong cảng biển.
+ TOMAWAC: tính truyền sóng trong vùng ven bờ.

+ SISYPHE: giải bài toán tải bùn cát và biến hình lòng dẫn 2
chiều.
+ SEDI-3D: Giải bài toán tải bùn cát 3 chiều.
* Ƣu nhƣợc điểm của phần mềm:
-Ưu điểm:
+Phương pháp tính: dùng phần tử hữu hạn và thể tích hữu hạn.
+ Lưới phần tử là tam giác phi cấu trúc.
+Mã mở nguồn.
+ Dùng chung thư viện mã nguồn mở, bộ tiền và hậu xử lý.
+ Lập trình trên ngôn ngữ Fortran.
+ Chạy trên máy tính, và các hệ điều hành thông dụng.
-Nhược điểm:
+ Số liệu đầu vào và điều kiện biên sai ảnh hưởng đến kết quả.
+ Mô hình TELEMAC cũng giống như nhiều mô hình toán
khác là chưa xác định được độ tin cậy của bài toán. Giải pháp
khắc phục cần nghiên cứu và thu thập nhiều số liệu quan trắc
thực tế công trình tương tự.
2.5Cơ sở lý thuyết phần mềm TELEMAC:
a. Phương trình với giả thuyết áp lực thủy tĩnh:
- Các giả thuyết: Dòng chảy có mặt thoáng thay đổi theo thời
gian, chất lỏng không nén đươc, tuân theo áp suất thủy tĩnh.
- Hệ phương trình:


-13+ Phương trình liên tục:

U V W


 0 (2-14)

x y z
+ Hệ phương trình động lượng:

Z
U
U
U
U
U
V
W
  g s  U   Fx
t
x
y
z
x
Z
V
V
V
V
U
V
W
  g s  V   Fy (2-15)
t
x
y
z

y
+ Phương trình áp suất thủy tĩnh, truyền chất, hòa tan:
Zs

p  patm  0 g Z  z   0 g 
z



0

dz
(2-16)

T
T
T
T
U
V
W
 T   Q
t
x
y
z

b. Phương trình Navier–Stoke với áp suất phi thủy tĩnh:
- Phương trình liên tục:

U V W


 0 (2-18)
x y z
- Phương trình động lượng:

Z
U
U
U
U
U V W
  g s  (U )  Fx
t
x
y
z
x

Z
U
V
V
V
 U  V  W   g s  (V )  Fy (2-19)
t
x
y
z

y
Z
U
W
W
W
U
V
W
  g s  (W )  Fz
t
x
y
z
z
+ Phương trình áp suất phi thủy tĩnh: (2-20)
Zs

p  patm   0 g ( Z s  z )   0 g 
z



0

dz  pd

(2-20)

-14c. Định luật về trạng thái:
- Trạng thái thứ nhất:
ρ=ρref.[1- (T.(T - Tref)2 – 750S).10-6
-Trạng thái thứ hai được viết:


   ref .1    i Ti  Ti 0 i 
i


d. Mô hình k - :

(2-21)

(2-22)

k
k
k
k   t k    t k    t k 
 
 
  P G 
U
V
W
 
t
x
y

z x   k x  y   k y  z   k z 




   t     t     t  
 
 

U
V
W
 
t
x
y
z x    x  y    y  z    z 

 Cl


k

P  1  C3 G  C2 

2

k

(2-23)

e. Hàm số tracers:
T
T
T
T   T    T    T 
  T
U
V
W
  T
   T
Q
t
x
y
z x  x  y  y  z  z 
(2-24)

KẾT LUẬN CHƢƠNG II
Hệ thống mô hình TELEMAC là một công cụ tổng hợp,
mạnh dùng để mô hình hóa dòng chảy có mặt thoáng.Hệ thống
TELEMAC trở thành công cụ hữu hiệu trong lĩnh vực tính toán
dòng chảy hở trong sông và biển.TELEMAC bao gồm nhiều
modules được xây dựng dựa trên các thuật toán mạnh khi dùng
phương pháp phần tử hữu hạn.Miền tính toán được rời rạc hóa
bằng lưới các phần tử tam giác không có cấu trúc.Nhờ vậy,
phần mềm này có thể chi tiết hóa miền tính toán, đặc biệt tại vị
trí có địa hình hay địa mạo thay đổi phức tạp.

-15CHƢƠNG III
ÁP DỤNG MÔ HÌNH TOÁN TELEMAC-3D MÔ PHỎNG
DÒNG CHẢY QUA CÔNG TRÌNH TRÀN XẢ LŨ
3.1 Các bƣớc xây dựng mô hình xác định các thông số kỹ
thuật tràn xả lũ và bể tiêu năng trên
3.1.1 Xây dựng mô hình tràn ba chiều (3D)
3.1.2 Tạo tập tin đầu vào Telemac-3D
3.1.3 Kết quả tạo lưới
3.1.4 Các thông số hình học trong mô hình TELEMAC
3.2 Kết quả mô phỏng dòng chảy qua máng tràn ngang
3.2.1 Khả năng xả lũ
a.Khả năng tràn theo phương án thiết kế công trình:
TT
1
2
3

Bảng 3- 1: Khả năng xả qua tràn phƣơng án thiết kế
Q(p)
q
Vcm
ZTL (m)
H (m)
m
(m3/s)
(m2/s)
(m/s)
60.77
14.83

0.35
0.37 0.372
2.10
62.40
190.00
4.52
2.00 0.379
4.59
62.85
258.00
6.14
2.45 0.380
5.00

b. Khả năng tháo lũ theo phương án mô phỏng mô hình
Trường hợp 1: ứng với mực nước lũ thực đo 2017, Q = 14.834m3/s.

Hình 3.1: Mặt bằng tràn và vị tr cho kết quả mô hình


-16-

Hình 3.2: Đồ thị Q, H c a vào tràn Qđo=14.834 m3/s

Hình 3.3: Đồ thị lưu tốc cuối máng ứng với Qđo= 14.834 m3/s
- Kết quả lưu lượng trung bình tại 3 điểm:


-17Bảng 3- 2: Khả năng xả qua tràn ứng lũ 2017
TT

Node

T(s)

X

Y

q(m2/s)

1

12826

600

37.028

25.527

0.483

2

12226

600

33.901

15.866

0.550

3

11497

600

30.148

4.272

0.604

Giá trình trung bình

qtb =

0.546

- Lưu tốc tại cuối máng ngang ứng với trường hơp Qđo =
14.834m3/s: Sát bên thành bên trái lưu tốc V1 = 3.54m/s; chính
giữa V2 = 2.43m/s và sau ngưỡng V3 = 0.89 ÷ 2.22m/s. Cho
thấy vận tốc trên cùng một mặt cắt ngang khác nhau.
Trường hợp 2: ứng với tần suất thiết kế p = 1.0%, lưu lượng
tính toán Q1.0% = 190.00m3/s

Hình 3.4: Đồ thị lưu lượng đ u c a tràn QP=1.0%


-18-

Hình 3.5: Đồ thị lưu tốc cuối máng ứng với Q1%
- Kết quả trung bình tại 3 điểm:
Bảng 3- 3: Khả năng xả qua tràn ứng với p = 1.0%
TT

Node

T(s)

X

Y

q(m2/s)

1

13098

600

37.483

30.182

4.048

2

12198

600

32.792

15.687

4.562

3

11469

600

28.562

4.241

4.793

Giá trình trung bình

qtb =

4.468

Trường hợp 3: ứng với tần suất p = 0.2%, Q0.2% = 258.00m3/s.

Hình 3.6: Đồ thị lưu lượng đ u c a tràn QP=0.2%


-19Bảng 3- 4: Khả năng xả qua tràn ứng với p = 0.2%
TT

Node

T(s)

X

Y

q(m2/s)

1

13128

600

37.640

30.666

4.583

2

12317

600

33.894

17.467

5.857

3

11497

600

30.148

4.274

6.991

Giá trình trung bình

qtb =

5.810

Bảng 3- 5: Kết quả khả năng xả lũ theo 2 phƣơng pháp tính
TT

Trƣờng hợp
tính toán

Q
(m3/s)

Kết quả q(m2/s)
Cổ điển Mô hình

Sai số
(%)

1

Lũ năm 2017

14.834

0.353

0.546

-54.67%

2

Tần suất p=1%

190.00

4.524

4.468

1.24%

258.00

6.143

5.810

5.42%

3

Tần suất p=0.2%

Kết luận: Khả năng tháo qua tràn đảm bảo yêu cầu.
3.2.1 Các thông số thủy lực của tràn qua mô phỏng mô hình
a. Mặt bằng lưu tốc trong máng:

Hình 3.7: Hình mô tả vùng xoáy đ u máng p=1.0%

-20- Khi thay đổi kích thước đáy đầu máng từ 6.15m còn 4.15m,
kết quả mặt bằng lưu tốc trong máng không còn vùng xoáy
(Trường hợp Q1% = 190.00m3/s).

Hình 3.14: Hình mô tả vùng xoáy đ u máng p=1.0%
- Xét 1 nút 4579(12.377, 13.628)lân cận vùng xoáy.

Hình 3.85: Đồ thị lưu tốc đ u máng lớp 2 (QP=1,0%)


-21Nhận xét: Đầu máng xuất hiện vùng xoáy, gây bất lợi cho công
trình. Dòng chảy dọc máng gần thành đối diện ngưỡng có lưu
tốc cao hơn các vị trí khác.Đây là tính ưu việc của mô hình.
b.Đường mực nước trong máng sau ngưỡng tràn:

Hình 3.9: Đồ thị mực nước trong máng (QP=1.0%)
- Kết quả đường mực nước trong máng theo 2 phương pháp tính
Bảng 3- 6:Mực nƣớc trong máng ứng với Q1%


-22-

Hình 3.10: Đồ thị mực nước ngang máng và dọc máng (QP=0.2%)
Bảng 3- 7:Mực nƣớc trong máng ứng với Q0.2%

- Kết quả đường mực nước trong dốc nước giữa 2 phương pháp
tính: Phương pháp cổ điển và mô hình thể hiện Bảng 3-8 và
Bảng 3-9.

-23Bảng 3- 8: Mực nƣớc trong dốc ứng với Q1.0%

Bảng 3- 9: Mực nƣớc trong dốc ứng với Q0.2

Nhận xét: Kết quả mô hình cho giá trị lớn hơn khi càng dần
cuối máng. Nhưng khi về đến dốc nước thì sai khác không lớn.


-24c. Xét lưu tốc dòng chảy trong công trình:
- Lưu tốc trước ngưỡng, ngang máng và dọc trên cùng mặt cắt
thể hiện Hình 3.18 và Hình 3.19.

Hình 3.11: Đồ thị lưu tốc trước ngưỡng, ngang và dọc máng QP=0,2%

Hình 3.12: Đồ thị lưu tốc trước ngưỡng, ngang và dọc máng QP=1,0%

Nhận xét:Kết quả tính toán bằng mô hình TELEMAC-3D cho
kết quả di n biến của lưu tốc khá phù hợp với dòng chảy khi
tràn làm việc.


-25KẾT LUẬN CHƢƠNG III
- Việc ứng dụng mô hình toán TELEMAC- MASCARET để
giải quyết một số bài toán kỹ thuật dòng chảy có mặt thoáng là
rất cần thiết.
- Ứng dụng mô hình có thể giải quyết bất kỳ hình dạng công
trình phức tạp nào.
- Thông qua chạy mô hình ta có thể xác định sơ bộ hình dạng
hợp lý của công trình với nhiều phương án khác nhau. Đây cũng
là công cụ tham khảo hữu ích khi so sánh với phương pháp tính

toán theo cổ điển. Đồng thời nó cũng giúp cho các nhà nghiên
cứu tìm ra một qui luật nào đó của dòng chảy mà kết quả thí
nghiệm không thể mô tả được.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
1. Khả năng tháo lũ của máng ngang, mô hình cho kết quả đáp
ứng yêu cầu thiết kế.
2. Mô hình mô tả được dòng chảy biến lượng xoắn ốc 3 chiều
và xác định được các yếu tố thủy lực bất lợi khác của công
trình. Cụ thể ở công trình tràn Quang Hiển hình dạng đầu máng
ngang chưa hợp lý dẫn đến tạo ra vùng xoáy gây bất lợi cho
công trình, dòng xoáy làm giảm khả năng thoát nước trong bể,
dẫn đến kích thước bể tăng…chi phi đầu tư tăng.
3. Ứng dụng mô hình có thể chạy nhiều phương án khác nhau
về độ dốc trong máng để tìm ra độ dốc thích hợp, lợi về mặt
thủy lực và hiệu quả đầu tư.