Mô phỏng dòng chảy trong sông bằng sóng động học một chiều phi tuyến

Abstract

Tóm tắt: Mô phỏng dòng chảy thượng nguồn các con sông là rất quan trọng và cần thiết, do hạn chế về số liệu nên việc mô phỏng gặp nhiều khó khăn. Trong nghiên cứu này trình bày phương pháp mô phỏng dòng chảy phân bố bằng mô hình sóng động học phi tuyến, vừa giải quyết hạn chế vấn đề số liệu vừa đáp ứng yêu cầu mô phỏng và cho kết quả nhanh hơn. Mô hình sóng động học phi tuyến được xây dựng từ hệ phương trình Saint Venant, trong đó gồm một chương trình sóng động học phi tuyến giải hệ phương trình bằng phương pháp lặp Newton và một chương trình sóng động học tuyến tính phục vụ tính toán giá trị lưu lượng ban đầu. Chương trình sóng động học tuyến tính được xây dựng từ hệ phương trình Saint Venant và được giải bằng sơ đồ sai phân ẩn 4 điểm. Chương trình sóng động học tuyến tính sau khi lập trình cho kết quả trùng khớp với kết quả tính toán trong giáo trình Thủy văn ứng dụng của Vante Chow [1, 1988]. Mô hình sóng động học phi tuyến gồm 2 phần, trong đó phần đầu là chương trình sóng động học phi tuyến, phần sau là chương trình sóng động học phi tuyến. Trong nghiên cứu đã xây dựng phương pháp, sơ đồ giải, lập trình chương trình tính toán cho mô hình. Mô hình được lập trình bằng ngôn ngữ lâp trình Fortran 90 và kiểm tra chất lượng mô phỏng tại trạm thủy văn Tà Pao, Võ Xu trên sông La Ngà tỉnh Bình Thuận. Kết quả mô phỏng của mô hình khá tốt, tuy nhiên mô hình có nhược điểm là không mô phỏng được cho đoạn sông có ảnh hưởng triều, nước vật.

Từ khóa: Sóng động học, Saint Venant, phương pháp lặp Newton.