tailieunhanh - Báo cáo nghiên cứu khoa học: " MÔ HÌNH TOÁN 1D+2D TÍNH LŨ BIẾN ĐỔI CHẬM "

Mô hình được thiết lập nhằm mục đích mô phỏng hiện tượng lũ biến đổi chậm trong một vùng đồng bằng. Đây là mô hình toán kết hợp giữa giải hai mô hình dòng chảy: mô hình một chiều (1D) mô phỏng dòng chảy cho mạng lưới sông rạch và mô hình hai chiều (2D) mô phỏng cho dòng chảy tràn mặt trong các ô ruộng. Sự kết hợp giữa hai mô hình toán 1D và 2D thông qua hiện tượng trao đổi nước giữa các ô nằm cạnh sông. Phương trình động lực mô tả dòng chảy theo 2. | TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH CN TẬP 10 SÓ 07 - 2007 MÔ HÌNH TOÁN 1D 2D TÍNH LŨ BIẾN ĐỔI CHẬM Phần 1 Mô hình toán Nguyễn Thống Trường Đại học Bách Khoa ĐHQG-HCM Bài nhận ngày 30 tháng 01 năm 2007 hoàn chỉnh sửa chữa ngày 23 tháng 08 năm 2007 TÓM TĂT Mô hình được thiết lập nhằm mục đích mô phỏng hiện tượng lũ biến đổi chậm trong một vùng đồng bằng. Đây là mô hình toán kết hợp giữa giải hai mô hình dòng chảy mô hình một chiều 1D mô phỏng dòng chảy cho mạng lưới sông rạch và mô hình hai chiều 2D mô phỏng cho dòng chảy tràn mặt trong các ô ruộng. Sự kết hợp giữa hai mô hình toán 1D và 2D thông qua hiện tượng trao đổi nước giữa các ô nằm cạnh sông. Phương trình động lực mô tả dòng chảy theo 2 phương nằm ngang được xấp xỉ theo quan điểm sóng khuếch tán theo đó chỉ hai số hạn quan trọng là độ dốc mực nước và lực ma sát đáy sẽ được xét. Sai phân sử dụng theo sơ đồ ẩn Preissmann. Mạng lưới 2D được thực hiện trên lưới so le. Các ô ruộng bị ngập hoặc không ngập sẽ được xử lý sau mỗi bước thời gian. 1. MÔ HÌNH DÒNG CHẢY MỘT CHIỀU 1D TRONG MẠNG LƯỚI SÔNG Mô hình toán biểu thị dòng chảy một chiều trong mạng lưới sông là hệ phương trình bao gồm phương trình liên tục và phương trình Saint Venant trong đó có kể đến tất cả các số hạng. phương trình vi phân cơ bản Dòng chảy trong lòng dẫn được mô tả bởi các phương trình sau đây Phương trình liên tục ỔZ dQ B - - q 1 dt dx Phương trình động lực phương trình Saint Venant cho bài toán một chiều 22 2. gA gỊQQ 0 2 dt dx ị_ A dx A2 dx _ dx C2AR trong đó C R1 6 n 3 R A X bán kính thủy lực. t x biến thời gian không gian. A B Z diện tích ướt chiều rộng mặt thoáng cao trình mực nước. Q q lưu lượng qua diện tích ướt A lưu lượng đơn vị bổ sung dọc tuyến thẳng góc với trục sông . X chu vi ướt. n hệ số nhám. Sơ đồ sai phân không gian và thời gian Sơ đồ sai phân được thực hiện trên mạng lưới 1D như sau Trang 75 Science Technology Development Vol 10 - 2007 A Z 1 A Qi 1 A z ỉ A Q-1 1--------------1------------------ -------------F- j i n i 1