Luận án – Nghiên cứu đặc trưng hình học của nước nhảy đáy trong kênh lăng trụ mặt cắt ngang hình thang

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA NƯỚC NHẢY ĐÁY TRONG LÒNG DẪN LĂNG TRỤ MẶT CẮT NGANG HÌNH THANG

Ngành:

Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu đặc trưng hình học của nước nhảy đáy trong kênh lăng trụ mặt cắt ngang hình thang, một lĩnh vực còn hạn chế về nghiên cứu và công thức tính toán so với kênh hình chữ nhật. Mục tiêu chính là xây dựng các công thức xác định độ sâu phân giới, độ sâu khu xoáy và chiều dài khu xoáy của nước nhảy trong kênh hở. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở nước nhảy ổn định (FrD1 = 4,0 ÷ 9,0) trong kênh hình thang cân có đáy bằng và mái dốc m = 1.

Nghiên cứu được tiếp cận theo quan điểm lý thuyết và thực nghiệm, sử dụng các phương pháp như giải hệ phương trình Navier-Stokes, phân tích thống kê, và mô hình toán. Các đóng góp mới của luận án bao gồm việc giải hệ phương trình Navier-Stokes để xác định công thức tổng quát (3.36) về độ sâu dòng chảy sau khu xoáy (yr) và tỷ lệ hệ số động lượng (k), cùng với công thức về quy luật biến đổi chiều dài dòng chảy (3.40). Đối với kênh hình thang cân, luận án đã xác định giá trị k = 0,92, xây dựng công thức thực nghiệm (3.39) về độ sâu sau khu xoáy, và công thức bán thực nghiệm (3.50) cùng công thức thực nghiệm (3.53) về chiều dài khu xoáy của nước nhảy.

Ngoài ra, luận án còn đề xuất công thức xác định độ sâu phân giới mới (3.8) và áp dụng bước đầu mô hình Học máy “Rừng ngẫu nhiên” để phân tích các đặc trưng hình học của nước nhảy, cho thấy kết quả khả quan. Cuối cùng, luận án đã xây dựng một quy trình sử dụng các công thức đề xuất để xác định kích thước hình học trong thiết kế bể tiêu năng và áp dụng thành công cho công trình thủy lợi Nà Sản – Sơn La, góp phần hoàn thiện công cụ tính toán và thiết kế công trình thủy lợi có áp dụng nước nhảy.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của luận án
  • 2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu của luận án
  • 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
  • 6. Những đóng góp mới của luận án
  • 7. Nội dung và Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NHẢY ĐÁY

  • 1.1 Khái quát về nước nhảy
  • 1.5 Nghiên cứu nước nhảy trên thế giới
  • 1.6 Nghiên cứu nước nhảy ở Việt Nam
  • 1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng hình học nước nhảy
  • 1.8 Kết luận Chương I

• CHƯƠNG II – CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG NƯỚC NHẢY TRONG KÊNH LĂNG TRỤ MẶT CẮT HÌNH THANG

  • 2.1 Phương trình cơ bản xác định độ sâu dòng chảy của khu xoáy
  • 2.2 Phương trình xác định chiều dài khu xoáy của nước nhảy
  • 2.3 Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu nước nhảy
  • 2.4 Cấu tạo mô hình thí nghiệm
  • 2.5 Mối quan hệ giữa các đặc trưng thủy động trong nước nhảy
  • 2.6 Kết luận Chương II

• CHƯƠNG III – XÂY DỰNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA NƯỚC NHẢY TRONG KÊNH LĂNG TRỤ MẶT CẮT NGANG HÌNH THANG

  • 3.1 Xây dựng công thức xác định độ sâu phân giới
  • 3.2 Xây dựng công thức xác định độ sâu dòng chảy sau khu xoáy
  • 3.3 Xây dựng công thức xác định chiều dài nước nhảy trong kênh lăng trụ đáy bằng có mặt cắt ngang hình thang
  • 3.4 Xác định các đặc trưng hình học nước nhảy bằng mô hình học máy “Rừng ngẫu nhiên”
  • 3.5 Quy trình xác định các đặc trưng thủy lực cho công trình áp dụng nước nhảy
  • 3.6 Ứng dụng các công thức đề xuất tính toán nước nhảy sau đập tràn của hồ chứa Nà Sản – Sơn La
  • 3.7 Kết luận Chương III

• KẾT LUẬN

  • 1. Các kết quả đạt được của luận án
  • 2. Tồn tại và định hướng nghiên cứu tiếp theo

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ