Công thức tính toán thông số nước nhảy đáy trên kênh dốc thuận

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG NƯỚC NHẢY Ở HẠ LƯU CÔNG TRÌNH

1.1. Nước nhảy ở hạ lưu công trình tháo nước kiểu dốc nước

1.2. Một số phương pháp và kết quả nghiên cứu

1.2.1. Bài toán phẳng

1.2.2. Bài toán không gian hữu hạn

1.3. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: THIẾT LẬP CÔNG THỨC GIẢI TÍCH TÍNH ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC NHẢY TRONG LÒNG DẪN MẶT CẮT NGANG HÌNH CHỮ NHẬT MỞ RỘNG DẦN, ĐÁY DỐC THUẬN VÀ ĐÁY BẰNG

2.1. Đặt vấn đề chương 2

2.2. Thiết lập các công thức giải tích tính đặc trưng nước nhảy trong lòng mặt cắt ngang hình chữ nhật mở rộng dần, đáy dốc thuận, đáy bằng

2.3. Sự thay đổi chiều sâu tương đối dòng chảy dọc theo chiều dài tương đối khu xoáy và chiều dài tương đối nước nhảy

2.4. Hình dạng mặt thoáng trung bình và chiều dài tương đối khu xoáy mặt trong lòng dẫn dốc

2.5. Quy luật thay đổi vận tốc điểm tương đối ở đáy và vận tốc điểm tương đối ở mặt trong khu xoáy của nước nhảy

2.6. Trường hợp riêng: lòng dẫn phi lăng trụ mở rộng dần đáy bằng

2.7. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: KIỂM ĐỊNH CÔNG THỨC LÝ THUYẾT MỚI

3.1. Đặt vấn đề chương 3

3.2. So sánh các công thức mới thiết lập với công thức đã có

3.2.1. Nước nhảy trong lòng dẫn đáy bằng phi lăng trụ mở rộng dần

3.2.2. Nước nhảy trong lòng dẫn lăng trụ đáy dốc

3.2.3. Nhận xét chung

3.3. Mô hình vật lý thí nghiệm hiện tượng nước nhảy trong lòng dẫn phi lăng trụ mở rộng dần, đáy dốc thuận

3.3.1. Mô tả thí nghiệm

3.3.2. Kiểm định thiết bị đo đạc thí nghiệm

3.4. Kiểm định công thức lý thuyết mới

3.4.1. Kiểm chứng giả thiết phân bố vận tốc điểm

3.4.2. Kiểm chứng chiều sâu tương đối và chiều dài tương đối khu xoáy

3.4.3. Đường mặt nước trung bình trong khu xoáy

3.4.4. Kiểm chứng phân bố vận tốc điểm tương đối dọc theo chiều dài khu xoáy

3.5. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH CÔNG THỨC MỚI THIẾT LẬP VÀ MỞ RỘNG NGHIÊN CỨU MỚI

4.1. Phân tích kết quả tính toán

4.1.1. Mối quan hệ giữa chiều dài khu xoáy và chiều dài nước nhảy

4.1.2. Ảnh hưởng của độ dốc đáy, góc mở lòng dẫn, số Fr12 và hệ số hình dạng mặt cắt trước nước nhảy đến đặc trưng hình học của nước nhảy

4.2. Đặc trưng của nước nhảy trong lòng dẫn mở rộng dần thay đổi độ dốc

4.2.1. Chiều sâu tương đối nước nhảy tại vị trí lòng dẫn có độ dốc thay đổi

4.2.2. Chiều sâu tương đối của nước nhảy tại vị trí cuối khu xoáy

4.2.3. Chiều sâu tương đối của dòng chảy cuối nước nhảy

4.2.4. Chiều dài tương đối khu xoáy, chiều dài tương đối nước nhảy

4.3. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết quả đạt được của luận án

Những đóng góp mới của luận án

Tồn tại và hướng phát triển

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nước nhảy đáy là một hiện tượng quan trọng trong lĩnh vực thủy lực, đặc biệt là trong các công trình thủy lợi. Công thức tính toán các thông số nước nhảy đáy trên kênh dốc thuận không chỉ giúp cải thiện hiệu quả thiết kế mà còn giảm thiểu rủi ro xói lở ở hạ lưu. Việc nghiên cứu hiện tượng này có ý nghĩa lớn trong việc đảm bảo an toàn cho các công trình thủy lợi. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, sự nối tiếp giữa dốc nước và lòng dẫn hạ lưu rất đa dạng và phức tạp. Do đó, việc thiết lập các thông số nước nhảy đáy là cần thiết để phục vụ cho việc tính toán thủy lực chính xác hơn.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là thiết lập công thức tính toán các đặc trưng của nước nhảy trong lòng dẫn phi lăng trụ mở rộng dần. Các thông số cần tính toán bao gồm chiều sâu dòng chảy, chiều dài khu xoáy, và phân bố vận tốc điểm trong khu xoáy. Việc làm rõ sự khác nhau giữa chiều dài khu xoáy và chiều dài nước nhảy cũng là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Những kết quả đạt được sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và quản lý các công trình thủy lợi, đồng thời mở rộng phạm vi ứng dụng của lý thuyết lớp biên trong dòng chảy rối.

III. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc tổng hợp và phân tích các công trình nghiên cứu đã có về hiện tượng nước nhảy. Nghiên cứu lý thuyết lớp biên của dòng tia chảy rối và các phương trình cơ bản của thủy lực dòng chảy hai chiều cũng được thực hiện. Các công thức tính toán sẽ được thiết lập cho các trường hợp lòng dẫn khác nhau, bao gồm lòng dẫn có đáy dốc thuận, đáy bằng và đáy thay đổi độ dốc. Việc kiểm chứng các công thức này thông qua thí nghiệm mô hình vật lý sẽ giúp đánh giá độ tin cậy và tính chính xác của các kết quả nghiên cứu.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao. Các kết quả đạt được sẽ làm rõ thêm các đặc trưng về đường mặt nước trong khu xoáy, chiều sâu dòng chảy khu xoáy, và chiều dài nước nhảy. Việc tìm ra các công thức tính toán này cho phép mở rộng phạm vi ứng dụng của bài toán, từ đó giúp tính toán một cách toàn diện và tin cậy hơn cho các kết cấu công trình tiêu năng. Những đóng góp mới của luận án sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực thủy lực và thiết kế công trình thủy lợi.

V. Những đóng góp mới của luận án

Luận án đã thiết lập được các công thức để tính toán chiều sâu và chiều dài nước nhảy, cũng như quy luật phân bố vận tốc điểm trong khu xoáy. Các công thức này áp dụng cho kênh phi lăng trụ có độ dốc thuận và đáy bằng, mặt cắt ngang hình chữ nhật. Việc so sánh và kiểm chứng các công thức này với các nghiên cứu trước đây cho thấy tính chính xác và độ tin cậy cao. Những đóng góp này không chỉ làm phong phú thêm lý thuyết về nước nhảy mà còn có thể ứng dụng trong thực tiễn thiết kế và quản lý các công trình thủy lợi.

Nghiên cứu công thức tính toán thông số nước nhảy đáy trên kênh dốc thuận có lòng dẫn mở rộng