ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------------------- LƯU TRÍ ANH XÂY DỰNG MÔ HÌ NH TRƯỜNG GIÓ DO BÃ O VÀ XÁC ĐINH ̣ LIÊN HỆ GIỮ A ĐỘ GIẢM ÁP TÂM BÃ O VỚI VẬN TỐC GIÓ BÃ O CỰC ĐẠI CHO KHU VỰC TÂY BẮC THÁI BÌNH DƯƠNG. Chuyên ngành : Xây Dựng Công Trin ̀ h Biể n. Mã số: 605845 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.
HỒ CHÍ MINH, tháng 9 năm 2012 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS TRẦN THU TÂM Cán bộ chấm nhận xét 1 :. Cán bộ chấm nhận xét 2 :. Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tư do – Hạnh phúc --------------------- --------------------- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lưu Trí Anh MSHV: 10020388 Ngày, tháng, năm sinh: 19/10/1987 Nơi sinh: Tp. Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Xây dựng công trình biể n Mã số: 60 58 45 I. TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng mô hin ̀ h trường gió do baõ và xác đinh ̣ liên hê ̣ giữa đô ̣ giảm áp tâm bão vớ i vâ ̣n tố c gió baõ cực đa ̣i cho khu vực Tây Bắ c Thái Bình Dương.
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1. Nghiên cứu tổ ng quan về các mô hình gió baõ và các công thức liên hê ̣ giữa đô ̣ giảm áp tâm baõ với vâ ̣n tố c gió baõ cực đa ̣i. Xây dựng mô hiǹ h gió baõ đơn giản dựa trên mô hin ̀ h gió của Jenesnianski trong mô hiǹ h SLOSH (1973). Lựa cho ̣n các tham số đầ u vào và kiể m chứng mô hình dựa trên số liê ̣u lưu trữ baõ lich ̣ sử của trung tâm khí tươ ̣ng chuyên về baõ Tokyo (RSMC) 3.
Khai thác số liê ̣u của trung tâm RSMC để xây dựng liên hê ̣ giữa đô ̣ giảm áp tâm baõ với vâ ̣n tố c gió baõ cực đa ̣i , Dùng liên hệ này để kiểm chứng lại mô hình gió bão. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:16/09/2011 III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:09/2012 IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS.
TRẦN THU TÂM. HCM, ngày…tháng…năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NGHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trong quá trinh thực hiện đề tài này, tôi đã gặp rất nhiều trở ngại. Tuy nhiên, với sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học cùng những lời động viên của Thầy TS Trầ n Thu Tâm, tôi đã lần lượt vượt qua để hoàn thành được đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy TS Trầ n Thu Tâm đã tận tình dỉu dắt tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Tôi xin cảm ơn các Thầy, Cô trong Bộ môn Cảng- Công Trình Biể n thuộc trường Đại học Bách Khoa TP. HCM đã tận tình chỉ bảo và cho tôi những lời khuyên hữu ích giúp vượt qua mọi khó khăn để hoàn thảnh tốt luận văn. Tôi xin cảm ơn các Thầy, Cô ba ̣n bè đồ ng nghiê ̣p trong B ộ môn Hải Dương Khí Tượng Thủy Văn thu ộc trường Đại học Khoa Ho ̣c Tự Nhiên TP. HCM đã tạo điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i và giúp đỡ tôi tâ ̣n tình để hoàn thành luâ ̣n văn này.
Luận văn này sẽ không hoàn thành nếu không có sự hỗ trợ to lớn từ gia đình, chỗ dựa tinh thần vững chắc giúp tôi có thêm niềm tin và động lực để vượt qua những khó khăn trong thời gian thực hiện đề tài. Con xin cảm ơn Cha, Mẹ, Anh, Chị đã tạo điều kiện tốt cho con hoàn thành luận văn này. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 10 năm 2012 Lưu Trí Anh TÓM TẮT. Trường gió và trường áp là hai yế u tố chủ đa ̣o làm số liê ̣u đầ u vào cho các mô hình tính sóng hoặc mô hiǹ h nước dâng do baõ.
Vì vậy mục đích của luận văn này là xây dựng mô ̣t mô hiǹ h đơn giản mô phỏng trường gió và áp suất từ các thông số của mô ̣t cơn baõ. Mô hình gió trong mô hình SLOSH (Sea, Lake, and Overland Surges from Hurricanes ) của Jelesnianski (1973) đươ ̣c khảo sát và đơn giản hóa để có đươ ̣c mô ̣t lời giải trực tiế p của góc hướng gió cùng với vận tốc gió và áp suất. Số liê ̣u lưu trữ baõ lich ̣ sử của trung tâm khí tươ ̣ng chuyên về baõ Tokyo (RSMC) ở khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương đươ ̣c khảo sát để xây dựng mố i liên hê ̣ thực tế giữa áp suấ t tâm bão và vâ ̣n tố c cực đa ̣i của cơn bão. Mô hiǹ h gió baõ đơn giản dùng trong luâ ̣n văn đươ ̣c cha ̣y với nhiề u vâ ̣n tố c gió cực đa ̣i khác nhau để rút ra áp suấ t tâm baõ tương ứng , từ đó so sánh với liên hê ̣ thực tế giữa áp suấ t tâm baõ và vâ ̣n tố c gió cực đa ̣i trong cơn baõ từ số liệu của RSMC để đánh giá đô ̣ chiń h xác của mô hin ̀ h số.
Ngoài ra số liệu lưu trữ bão của RSMC cũng được phân lớp theo vĩ độ để khảo sát ảnh hưởng của độ vĩ t rong liên hê ̣ áp suất tâm và tốc độ gió lớn nhất. Kế t quả này cũng được so sánh với kết quả tương ứng của mô hình số. Trong trường hơ ̣p này kế t quả của từ mô hình số thể hiện quy luật rõ ràng hơn nên được kiến nghị sử dụng. The initial data of wave model or storm surge model is wind filed and pressure field.
For this reason, the goal of this thesis is setting up a simple wind model to simulate the wind field and pressure field from the parameters of the hurricane. The model wind of SLOSH (Sea, Lake, and Overland Surges from Hurricanes) model setting by Jelesnianski (1973) is studied and simplified to get a direct solution for the wind inflow angle then the wind speed and pressure can be calculated. The best track data of Regional Specialized Meteorological Center Tokyo (RSMC) in North West Pacific is examined to built the relationship between central pressure and maximum wind speed. The simple model is run with many maximum wind speeds to get the corresponding central pressure, the resulting relationship between central pressure and maximum wind speed from the model is compared with the result from best track data.
The best track data of RSMC is also divided into groups depending on the latitude to examine the influence of latitude on the relationship between central pressure and maximum wind speed. The results of best track data are compared with the corresponding results from model. In this case, the results from model show more clear influence of latitude, so they are suggested to use. i MỤC LỤC Mục lục.
i Danh mu ̣c hiǹ h. v Danh mu ̣c bảng. vii CHƢƠNG 1 : KHÁI QUÁT NHỮNG KIẾN THỨC CHUNG VỀ XOÁY THUẬN NHIỆT ĐỚI .3 Sự hình thành và phát triể n của xoáy thuận nhiệt đới .4 Các đặc trƣng của xoáy thuận nhiệt đới .1 Trƣờng nhiệt .3 Trƣờng Gió .5 Sự di chuyển của xoáy thuận nhiệt đới. 7 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH BÃO VÀ PHƢƠNG TRÌNH LIÊN HÊ ̣ ÁP SUẤT TẠI TÂM BÃO VÀ VẬN TỐC GIÓ CỰC ĐẠI .1 Tình hình nghiên cứu mô hình baõ ngoài nƣớc .2 Tình hình nghiên cứu mô hình baõ trong nƣớc.3 Tổ ng quan nghiên cƣ́u liên hê ̣ giƣ̃a áp suấ t tâm baõ với vâ ̣n tố c gió baõ cƣ̣c đa ̣i.1 Dẫn giải phƣơng trình liên hê ̣ áp suấ t ta ̣o tâm và vận tốc gió cực đại .2 Thống kê các nghiên cứu liên hê ̣ áp suất tại tâm và vận tốc gió cực đại.
13 CHƢƠNG 3: CÁC LOẠI MÔ HÌNH BÃ O ĐƠN GIẢN VÀ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH GIÓ TRONG MÔ HÌNH SLOSH .1 Mô phỏng cơn bão đơn giản một chiều .2 Mô hình đơn giản phân bố trƣờng áp trong baõ .1 Mô hình của Bjerknes (1921) .2 Mô hình của Takahashi (1939) .3 Mô hiǹ h của Fujita (1952).4 So sánh trƣờng phân bố áp suất của các mô hình .3 Mô hiǹ h phân bố trƣờng vâ ̣n tố c gió trong baõ .1 Thành phần vận tốc gió liên quan đến sƣ̣ di chuyể n của tâm baõ .2 Thành phầ n vâ ̣n tố c gió gradient .1 Mô hình của Rankine (1947) .2 Mô hình của Holland năm (1980) .3 Mô hiǹ h của DeMaria và các cộng sự (1992) .4 Mô hình Fujita (Tan, 1992) .5 Mô hiǹ h gió của Jelesnianski (1973) .6 So sánh trƣờng phân bố gió của các mô hin ̀ h.4 Cơ sở lý thuyế t của mô hình gió trong mô hình SLOSH của Jelesnianski .5 Lời giải của Jelesnianski trong mô hình gió. 26 CHƢƠNG 4: MÔ HÌNH GIÓ HIÊ ̣U CHỈNH .1 Lời giải đơn giản cho góc lê ̣ch hƣớng gió .2 Phƣơng pháp và sơ đồ giải .1 Phƣơng pháp giải .3 Khảo sát và lựa chọn các thông số đầu vào cho mô hình .1 Tốc độ gió cực đại Wm và áp suất tâm bão pc .2 Bán kính đến vận tốc gió cực đại .3 Áp suất ngoại biên và kích thƣớc cơn bão Rs .4 Kế t quả lời giải cho góc lê ̣ch hƣớng tâm (r) .5 Lời giải trƣờng phân bố áp suấ t và khảo sát ảnh hƣởng của bán kính đến vận tốc gió cực đại lên kết quả mô hình .1 Bán kính đến vận tốc gió cực đại theo Công thức của H.2 Bán kính đến vận tốc gió cực đại đƣợc lấy trung bình 47km .6 Kiể m chƣ́ng kế t quả mô hin ̀ h với số liê ̣u thƣ̣c đo .1 Kiể m chƣ́ng liên hê ̣ áp suấ t tâm và vâ ̣n tố c gió cƣ̣c đa ̣i trung bình theo bán kính đến vận tố c gió cƣ̣c đa ̣i 47 km so với liên hê ̣ áp suấ t tâm và vâ ̣n tố c gió cƣ̣c đa ̣i tƣ̀ số liê ̣u thƣ̣c ở khu vƣ̣c Tây Bắ c Thái Bin ̀ h Dƣơng .2 Kiể m chƣ́ng liên hê ̣ áp suấ t tâm và vâ ̣n tố c gió cƣ̣c đa ̣i theo bán kin ́ h đế n vâ ̣n tố c gió cƣ̣c đa ̣i của H.Rahn so với liên hê ̣ áp suấ t tâm và vâ ̣n tố c gió cƣ̣c đa ̣i tƣ̀ số liê ̣u thƣ̣c ở khu vƣ̣c Tây Bắ c Thái Bin ̀ h Dƣơng .
