Thông tin Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật (NCS. Đoàn Thị Minh Yến)

Tên luận án: Nghiên cứu khả năng tháo qua tràn piano khi kể đến ảnh hưởng của mực nước hạ lưu. Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy. Mã số: 62-58-02-02. Người hướng dẫn khoa học: GVHD01: PGS.TS Lê Văn Nghị; GVHD02: PGS.TS. Đặng Hoàng Thanh

1. Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1. Mục đích nghiên cứu

-     Xác định ranh giới các trạng thái chảy ảnh hưởng đến khả năng tháo trên cơ sở xác định các đặc trưng dòng chảy qua tràn và nối tiếp hạ lưu tràn piano.

-     Xây dựng công thức, đồ thị xác định khả năng tháo qua tràn piano có đơn vị tràn tiêu chuẩn khi chảy tự do và khi có ảnh hưởng của điều kiện hạ lưu gồm ảnh hưởng bởi cao độ đáy đáy kênh, mực nước hạ lưu.

2.2. Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu

-     Đối tượng: Khả năng tháo của tràn piano có đơn vị tràn tiêu chuẩn; đỉnh tường lượn tròn.

-     Phạm vi nghiên cứu: Bài toán phang, dòng chảy ổn định không đều; Tỷ lệ cột nước và chiều cao tràn: Ho/P=0,17X2,50; Độ ngập hn/Hn = -0,2-H),98; Mặt cắt tràn có tỷ lệ kích thước hình học: P/Wu=0,5-1,3; Wi/Wo=l,2-l,5; N=L/W=4-6.

3. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng

-       Phương pháp nghiên cứu tổng quan;

-       Phương pháp thực nghiệm trên mô hình vật lý và mô hình toán 3D;

-       Phương pháp phân tích số liệu thực nghiệm;

-     Phương pháp phân tích thứ nguyên: ứng dụng phương pháp Buckingham để xác định các sê ri thí nghiệm, thiết lập các quan hệ thực nghiệm.

4. Các kết quả chính của luận án

+ Ỷ nghĩa khoa học: Luận án đã làm sáng tỏ và lý giải một số đặc trưng, chế độ thủy lực của tràn piano; đã xác định, lượng hóa được ranh giới trạng thái chảy đầy phím nước ra, trạng thái ảnh hưởng bởi đáy kênh hạ lưu, chế độ chảy ngập qua tràn; xây dựng công thức xác định khả năng tháo theo các chế độ chảy. Các kết quả góp phần hoàn thiện và phong phú hơn các nghiên cứu về tràn piano, là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu các vấn đề khác có liên quan về kiểu tràn này.

+ Ỷ nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án đã làm sáng tỏ mặt cắt, đơn vị tràn piano hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật, các công thức và sơ đồ tính toán khả năng tháo là công cụ hữu hiệu giúp giảm bớt thời gian, công sức cho tính toán thiết kế, tạo điều kiện ứng dụng thuận lợi loại công trình này trong thực tế. Các chế độ thủy lực đuợc xác định giúp lựa chọn vùng làm việc hiệu quả, giảm thiểu các rủi ro trong thiết kế và vận hành tràn piano.

5. Đóng góp mới của luận án

(1)      Xác định được các trạng thái ranh giới phân định chế độ chảy của dòng qua tràn piano gồm: + Ranh giới trạng thái chảy đầy phím ra và không đầy phím ra là Ho/Wo=0,5; + Ranh giới dòng chảy qua tràn có ảnh hưởng và không ảnh hưởng bởi điều kiện hạ lưu (đáy kênh hạ lưu nâng cao) là Ho/Ph=0,7; + Ranh giới của trạng thái quá độ giữa chảy tự do hoàn toàn và chảy ngập hoàn toàn là hn/ỉ 1= -0,2-K).

             (2) Xây dựng được công thức xác định hệ số tháo qua tràn piano khi chảy tự do tính theo (3.4) là công thức (3.10), (3.11); hệ số ảnh hưởng bởi địa hình hạ lưu tính theo công thức (3.13); hệ số ngập tính theo công thức (3.15); giá trị cột nước phân giới nối tiếp nước nhảy ngập sau tràn tính theo công thức (3.2).

 ABSTRACT OF THESIS

1.      Author’s name: Yen Doan Thi Minh

2.      Thesis title: Research on the discharge capacity through piano key weir considering effect of downstream water level

3.     Specialization: Hydraulic constructions engineering Code: 62-58-02-02

4.       Supervisor:

The firstsupervisor: Assoc Prof. Dr. Nghi Le Van

The secondsupervisor: Assoc Prof. Dr. Thanh Dang Hoang

5.       Training Institution: Vietnam Academy for Water Resources (VAWR)

6.       Research objectives and scope

6.1.      Research objectives

-     Identify the flow threshold affecting the discharge capacity based on the typical flow through the weir and connecting the PKW downstream;

Develop the equations and graphs to determine the discharge capacity through PKW considering the free flow and under the impact of downstream conditions such as the weir bed elevation and downstream water level.

6.2.      Research objects and scope

-       Object: Discharge capacity of standard PKW; rounded-wall crest

-    Scope: Flat problem, irregular stable flow; Ratio between water head and weir height: Ho/P=0.17+2.50;Submergence ratio h_n/H_n = -0.2+0.98; the PKW section with geometry ratio: P/W„=0.5+1.3; Wi/W₀=1.2+1.5; N-L/W=4+6.

7.       Research methods

-       Overview method;

-       Model experimentation: physical experimental model and 3D mathematical model;

-       Experimental data analysis;

-     Dimensional analysis: Buckingham method to determine experimental series and to establish experimental relationships.

8.       Main results of thesis

+ Scientific significance: The thesis outcomes clarified and explained some typical features and hydraulic mode of the piano key weir; determined and quantified the flow state of the full outlet key, impact of downstream canal bed, overflow conditions; and develop the equations to identify the discharge capacity in different flow regime. All the outcomes has complemented the PKW studies and laid the foundation to further research on other aspects of this structure.

+ Practical significance: Thesis outcomes also identified the economic-technical effects of the piano section. The discharge capacity equations and charts are effective tools to reduce the design time and practically applied in reality. It also identified the hydraulic regions to select the active area, minimizing the risks in designing and operation of PKW..

9.     New contributions of the thesis

(1)     The thesis determined the boundary states to delimit the flow regimes through piano key weir, include: + Boundary of the two states “not-full flow of outlet key” and “full flow of outlet key” with boundary value Ho/W₀=0.5; + Boundary of the influence by downstream channel bed is Ho/Ph=0.7; + Boundary of the complete free flow regime, the complete submerged flow regime and the transition regime area from the free flow to the submerged flow is h_n/H_n=-0.2^0.

(2)       . The thesis developed equations determining discharge coefficient of the PKW under free flow conditions (3.4) using the equations ((3.10), and (3.11); the coefficient affected by downstream channel bed can be determined by the equation (3.13); submerged coefficient can be obtained through the equation (3.15); the value of boundary water head that determine submerged transition in the PKW downstream can be determined by the equation (3.2).

Xem chi tiết tại đây:

- Toàn văn Luận án (NCS. Đoàn Thị Minh Yến)

- Tóm tắt luận án (Tiếng Việt) (NCS. Đoàn Thị Minh Yến)

- Tóm tắt luận án (Tiếng Anh) (NCS. Đoàn Thị Minh Yến)