Mô phỏng số và dự báo quá trình động lực học địa hình vùng ven biển và cửa sông

Chủ nhiệm đề tài TS. Đặng Hữu Chung
Đơn vị thực hiện Viện Cơ học
Thời gian thực hiện 2007 - 2008
Tổng kinh phí 300 triệu đồng
Mục tiêu đề tài

Mục tiêu:

  • Xây dựng bộ chương trình phục vụ mô phỏng số và đánh giá dự báo quá trình vận tải bùn cát, biến động địa hình đáy biển và cửa sông, áp dụng cho một số khu vực bờ biển.

 

Nội dung đề tài

 

  • Tìm hiểu về các phương pháp chiếu tọa độ từ tọa độ địa lý sang tọa độ phẳng và ngược lại làm cơ sở cho việc xây dựng chương trình tạo lưới tính. Xây dựng bộ chương trình xác định giá trị độ sâu đáy cho miền tính bao gồm các chức năng chuyển đổi từ tọa độ địa lý sang tọa độ phẳng và ngược lại. Thiết kế miền tính theo góc quay thích hợp, nội suy các giá trị độ sâu đáy và làm mịn miền tính để lọc nhiễu do quá trình nội suy nếu cần thiết. Bộ chương trình sẽ được viết bằng MATLAB. Xây dựng chương trình tạo file lưới tính (file cờ) làm file số liệu địa hình cho số liệu đầu vào của mô hình bằng ngôn ngữ FORTRAN.
  • Xây dựng bộ chương trình tạo điều kiện biên mục nước từ ngân hàng dữ liệu về các hằng số điều hòa bao gồm các chức năng tính toán mực nước, nội suy và hiển thị giá trị trên biên của miền tính. Đây cũng là phần việc chuẩn bị số liệu đầu vào cho mô hình. Ngôn ngữ lập trình sẽ được sử dụng là MATLAB và FORTRAN.
  • Xây dựng mô-đun giải các hệ phương trình Navier-Stokes của dòng chảy 3D bao gồm các hạng phi thủy tĩnh bằng phương pháp sai phân hữu hạn. Xây dựng mô-đun giải các phương trình truyền tải-khuếch tán đối với các chất (mặn, nhiệt). Xây dựng mô-đun giải phương trình vận tải bùn cát và phương trình Exner mô tả biến đổi đáy biển. Thiết kế giao diện đồ họa và liên kết các mô-đun tạo thành phần mềm cho chương trình tính dòng 3D và vận tải bùn cát, biến đổi đáy và trao đổi nhiệt-mặn.
  • Xây dựng bộ chương trình đọc và xử lý số liệu đầu ra của mô hình là các file dạng nhị phân được viết dưới dạng nén. Ngôn ngữ sử dụng là FORTRAN. Xây dựng chương trình hiển thị các kết quả tính toán dưới dạng đồ họa nhằm hỗ trợ cho việc đánh giá, phân tích. Ngôn ngữ MATLAB sẽ được sử dụng
  • Thu thập số liệu về địa hình, độ cao mực nước khu vực ven biển Hải Hậu. Khảo sát thực tế để nắm rõ đặc điểm, tình hình khu vực áp dụng tính toán. Áp dụng thử nghiệm mô hình tính cho khu vực ven biển Hải Hậu thuộc tỉnh Nam Định bao gồm cửa sông Ba Lạt. Bài toán giả định được đặt ra là mô phỏng số quá trình vận tải bùn cát từ cửa sông Ba Lạt, do xuất hiện khối lượng bùn cát lơ lửng với nồng độ rất lớn, trong các điều kiện khác nhau của sóng và gió. Từ đó, đánh giá xu thế vận tải bùn cát từ cửa sông Ba Lạt và chỉ ra khả năng gây ra sự bồi lắng trong khu vực.
Kết quả đạt được

Về khoa học:

  • Một bộ các phần mềm gồm MODELGRID (phần mềm tiền xử lý), FSUM (phần mềm giải bài toán) và GETFSUM (hậu xử lý) với nhiều thuật toán phức tạp đã được xây dựng.

Về ứng dụng:

  • Áp dụng mô hình tính cho khu vực ven biển Hải Hậu thuộc tỉnh Nam Định bao gồm cửa sông Ba Lạt và kết quả công bố trên tạp chí quốc tế ISI.

Những đóng góp mới của đề tài:

  • Phần mềm phức tạp trong lĩnh vực Cơ học chất lỏng tính toán (CFD) được xây dựng thành công bởi các nhà khoa học Việt Nam.
Sản phẩm
  • Quyển báo cáo khoa học mô tả cơ sở lý thuyết, thuật toán và phương pháp sử dụng các phần mềm.
  • Đĩa CD chứa các phần mềm.
  • Bài báo đã được đăng trên tạp chí quốc tế ISI.
Địa chỉ ứng dụng

Sản phẩm được sử dụng tại Viện Cơ học.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".