Thông tin luận án Tiến sỹ kỹ thuật (NCS. Đỗ Ngọc Ánh)
30/01/2018
Tên tác giả: Đỗ Ngọc Ánh. Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Danh Oanh, PGS.TS. Lê Văn Nghị. Tên luận án: “Nghiên cứu một số đặc trưng thủy lực ở đập tràn có tường ngực biên cong”. Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy. Mã sô: 62.58.02.02. Đơn vị đào tạo sau đại học: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU
1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án
1.1. Mục đích nghiên cứu
-Làm rõ được đặc trưng về thủy lực của dòng chảy ở đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong;
- Đề xuất được phương pháp, công thức, đồ thị xác định lưu lượng, vận tốc và áp suất dòng chảy ở đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong.
1.2. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là một số đặc trưng thủy lực gồm chế độ chảy, lưu lượng tháo, vận tốc, áp suất ở đập tràn thực dụng hình cong có tường ngực biên cong (gọi tắt là đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong) chảy có áp.
- Phạm vi nghiên cứu trong giới hạn của đập tràn với dạng mặt tràn WES, Ophixerop có tường ngực biên congở điều kiện làm việc khi tỉ số H/Hd≤1,5 hay H/D≤3 và dòng chảy phía sau tường ngực chảy tự do hoặc cửa van mở hoàn toàn.
2. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng
- Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu, kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước.
- Phương pháp điều tra thu thập các kết quả thí nghiệm công trình thực tế.
- Phương pháp thực nghiệm mô hình vật lý: Xây dựng, thí nghiệm và thu thập số liệu mô hình thủy lực.
- Phương pháp thống kê: Phân tích đánh giá, kiểm chứng và so sánh với các kết quả nghiên cứu khác trong và ngoài nước. Xây dựng các công thức, bảng biểu, đồ thị phục vụ tính toán áp dụng thực tế.
3. Các kết quả chính và kết luận
3.1. Những điểm mới khoa học của luận án
- Xây dựng và đề xuất mới công thức và đồ thị tính hệ số lưu lượng cho đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong; phạm vi cột nước làm việc H/D=1,6÷3,0.
- Xác định được hệ số lưu tốc j để tính độ sâu mực nước trong trường hợp chảy có áp. Xây dựng và kiến nghị ứng dụng bảng tọa độ không thứ nguyên để tính đường mặt nước và vận tốc trên mặt tràn.
- Đề xuất phương pháp xác định hệ số giảm áp Cpmax để xác định áp suất nhỏ nhất ở phần chảy có áp trên đập tràn. Xây dựng các biểu đồ không thứ nguyên để tính áp suất trên mặt tràn ở đoạn chảy tự do.
3.2. Kết luận
- Đập tràn thực dụng hình cong với 2 dạng mặt cắt Creager-Ophixerop và WES là 2 dạng mặt cắt đươc ứng dụng phổ biến nhất. Các tính toán đặc trưng thủy lực của chúng được hướng dẫn tương đối đầy đủ qua các tài liệu tham khảo hiện có.
- Đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong với 2 dạng mặt cắt Creager-Ophixerop và WES đã có những ứng dụng trong thực tế, việc nghiên cứu tính các đặc trưng thủy lực với các loại đập này còn rất hạn chế. Thực tế gặp khó khăn khi tìm các tài liệu hướng dẫn tính toán, tham khảo.
- Luận án đã sử dụng phương pháp mô hình vật lý,xử lý số liệu theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm với hàm hồi quy tuyến tính và phương pháp thống kê thực nghiệm để nghiên cứu xác định các đặc trưng thuỷ lực ở đập tràn thực dụng có tường ngực biên cong.
- Luận án đã nghiên cứu thực nghiệm cho mặt cắt Creager-Ophixerop trên 01 mô hình tỉ lệ 1/64 với 4 trường hợp chiều cao lỗ D=5÷8m tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về Động lực học sông biển; đã thu thập, phân tích, đánh giá kết quả thí nghiệm mô hình vật lý ở đập tràn mặt tràn WES ở mô hình 2, 3 tỉ lệ 1/48, mô hình 4 tỉ lệ 1/100.
- Nghiên cứu tính toán, phân tích lý thuyết và thực nghiệm về chế độ dòng chảy cũng đã xác định được giới hạn định lượng chế độ chảy từ không áp sang có áp khi H/D≥1,6.
- Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của luận án với các biến đổi không thứ nguyên, xử lý số liệu theo phương pháp bình phương tối thiểu đề xuất công thức mới (3.7) để tính hệ số lưu lượng theo tỉ số H/D phản ánh trực tiếp đến chế độ chảy có áp. Luận án cũng đã đưa ra biểu đồ xác định đường mặt nước, vận tốc, áp suất trên mặt tràn.
- Luận án đã đưa ra quy trình tính toán đặc trưng thủy lực cho đập tràn thực dụng có tường ngực và áp dụng thành công cho một công trình.
3.3. Hướng nghiên cứu tiếp
- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện tính toán một số đặc trưng thủy lực với phạm vi cột nước làm việc lớn hơn, các vấn đề về mạch động vận tốc, áp suất, phễu xoáy và xâm thực, các loại đường cong mặt tràn khác.
- Nghiên cứu, xem xét điều kiện làm việc với bài toán không gian để xét đến các ảnh hưởng về hình dạng, kích thước.
- Nghiên cứu mô hình toán để ứng dụng nhằm tối ưu hóa các phương án thiết kế; giảm khối lượng, chi phí cho công tác nghiên cứu mô hình thực nghiệm.
ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHYSOLOPHY THESIS
Author: DO NGOC ANH
Supervisors:
Associate Proffessor. Doctor Nguyen Danh Oanh
Associate Proffessor. Doctor Le Van Nghi
Name of thesis: Researching some hydraulic characteristics of weirs with breast wall
Specialization: Hydraulic construction engineering No: 62–58–02–02
Postgraduate training by: Vietnam Academy for Water Resources
CONTENT OF THE ABSTRACT
1. Object and purpose of the thesis
Purpose:
- To clarify the hydraulic characteristics of weirs with breast wall;
- To propose methods, formulas, and graphs to determine discharge, velocity and pressure for weirs with breast wall.
Object:
- Study objects are some hydraulic characteristics including flow regime, discharge, velocity, pressure for weirs with breast wall in pressured flow case
- The scope of the study focus is WES and Ophixerop weirs with breast wallat their working condition withH/Hd≤1.5 or H/D ≤3 and free flow after the breast walls or fully opened valve gate
2. Research methodologies
- Inheritance method: Researching and inheriting the research results frominside and outside the country;
- Data collection method to gather experimental resultsof actual works;
- Experimental model of physical model: Construction, experimenting and collecting hydraulic model data;
- Statistical method: Analyzing, evaluating, verification and comparing the outcomes with other research results from inside and outside the country. Developing formulas, tables, graphs for calculation in actual application
3. The main results and conclusions
The new scientific points of the thesis:
- Developing and proposing formula and graph to calculate flow coefficient for weirs with breast wall; the range of working water column.
- Determining flow rate coefficient to calculate the water depth based on the formula for pressured flow case. Developing and suggesting the application of nondimension coordinates for WES weirs; Creager-Ophixcerop weirs to calculate water surface profile and velocity.
- Proposing method to determine pressure reduction coefficient Cpmax to calculate minimum pressure following formula for pressured flow section of weirs with breast walls. Developing dimensionless graphs for Creager-Ophixcerop weirs and for WES weirs to calculate pressure on weirs surface at free flow section.
Conclusions:
- Creager-Ophixerop and WES are two of the most common cross-section types of the weirs. Their hydraulic characteristic calculations are adequately guided through existing references.
- Creager-Ophixerop and WES weirs with breast walls have practical applications. However, the studies on hydraulic characteristics of these spillways are very limited. It is difficult to find reference materials for calculation.
- The thesis uses physical modeling, processes data by experimental planning methods with linear regression functions to determine the hydraulic characteristics of weirs with breast wall.
- Creager-Ophixerop is experimentally studied on a 1/64 scale model with 4 cases of orifice height D = 5 ÷ 8m at the National Key Laboratory for Marine Dynamics. Experimental results of WES weirsmodelling (in model 2, 3 with scale of 1/48; model 4 with scale of 1/100) are gathered, analyzed and evaluated.
- Through computation and theoretical and experimental analysis on flow regime, the quantitative limit of flow regime from non-pressure to pressured flow when H/D≥1.6 is defined.
- The experimental results on the dimensionless transformations and data processing following the least squares method lead to a new formula (3.7) to calculate flow coefficient following ratio H/D that can directly present pressured flow regime. The thesis also provides graphs for determining the water surface profile, velocity, and pressure on weir surface.
The thesis provides a procedure of hydraulic calculation for Weirs with breast walls and it is successfully applied to a constructed work.
Further researches:
- Continuing research to complete the calculation of some hydraulic characteristics with greater working water column, as well as issues related to velocity, pressure, vortex and cavitation, and other weirs curves;
- Research and reviewing the working conditions in spatial problem in which shapes and sizes are taken into account;
- Research mathematical models in order to optimize design options; reducing the volume and cost for studying experimental models.
Chi tiết luận án kỹ thuật của NCS. Đỗ Ngọc Ánh xem tại đây:
Ý kiến góp ý:
