T. 16 S. 02 (2026): Tạp chí Vật liệu và Xây dựng
##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Phân tích và đánh giá các công thức thực nghiệm xác định chiều dài nước nhảy trên nền nhẵn bằng mô phỏng CFD

Trịnh Công Tý

Từ khóa:

Nước nhảy đáy nhẵn
Chiều dài nước nhảy
Công thức thực nghiệm
Mô phỏng CFD
Mô hình rối k-ε
Mô hình rối RNG k-ε

Tóm tắt

Nước nhảy là cơ chế tiêu tán năng lượng quan trọng trong dòng chảy kênh hở, trong đó việc xác định chính xác chiều dài nước nhảy có ý nghĩa quyết định đối với thiết kế quy mô bể tiêu năng. Mặc dù, đã có nhiều công thức thực nghiệm được đề xuất để dự báo chiều dài nước nhảy ổn định và từ do trên nền nhẵn Lj, nhưng kết quả giữa các công thức vẫn tồn tại sai khác đáng kể khi áp dụng cho cùng số Froude đầu kênh Fr1. Do đó, nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng số với hai mô hình rối k – ε và RNG k – ε cho số Froude đầu kênh từ 4,61 đến 8,6 để phân tích và đánh giá độ phù hợp của các công thức thực nghiệm khi xác định Lj. Kết quả nghiên cứu chỉ rõ sự thay đổi phân bố vận tốc của dòng chảy dọc kênh, chênh lệch về biên dạng vận tốc dòng chủ cho các mô hình rối. Đồng thời nghiên cứu cũng tái hiện đầy đủ hình ảnh đường dòng giúp việc xác định và nhận diện chiều dài nước nhảy và chiều dài khu xoáy nước Lr được rõ ràng hơn. Mặt khác, nghiên cứu cho thấy các kết quả dự báo Lj và Lr với mô hình số có sự chênh lệch đáng kể giữa hai mô hình rối và thiên nhỏ hơn so với các công thức thực nghiệm, đặc biệt ở dải số Fr1 trung bình đến lớn. Nghiên cứu cung cấp cơ sở định lượng hỗ trợ lựa chọn mô hình rối phù hợp và góp phần nâng cao độ tin cậy trong việc xác định chiều dài nước nhảy phục vụ thiết bể tiêu năng trên nền nhẵn.


 
 

Điều hướng Người dùng

Cách trích dẫn

Trịnh Công Tý. (2026). Phân tích và đánh giá các công thức thực nghiệm xác định chiều dài nước nhảy trên nền nhẵn bằng mô phỏng CFD. Tạp Chí Vật liệu Và Xây dựng - Bộ Xây dựng, 16(02). https://doi.org/10.54772/jomc.02.2026.1206

Tiểu sử Tác giả

Trịnh Công Tý

Giảng viên, Trưởng nhóm chuyên môn Thủy lực - Thủy văn, Trường Đại học Xây dựng Hà nội

   

Tài liệu tham khảo

  1. H. E. Schulz, J. D. Nóbrega, A. L. A. Simões, H. Schulz, and R. d. M. Porto, "Details of hydraulic jumps for design criteria of hydraulic structures," Hydrodynamics-concepts and experiments. Rijeka: InTech, vol. 1, pp. 73-116, 2015. DOI: 10.5772/58963
  2. D. Velioglu, N. D. Tokyay, and A. Dincer, "A numerical and experimental study on the characteristics of hydraulic jumps on rough beds," in E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 2015, vol. 28, pp. 1-9. https://www.iahr.org/library/infor?pid=8098
  3. A. D. A. P. G. KEXELEP, N. V. DANHINSENKO, A. A. KAXPAXON, G. I. KRIPSENKO, N. N. PASKOP, X. M. XLIKI, Sổ tay tính toán thủy lực. Maxcova, 1984.
  4. K. Subramanya, Flow in Open channels. MacGraw Hill, 2009.
  5. K. Roushangar and F. Homayounfar, "Prediction characteristics of free and submerged hydraulic jumps on horizontal and sloping beds using SVM method," KSCE Journal of Civil Engineering, vol. 23, no. 11, pp. 4696-4709, 2019. https://doi.org/10.1007/s12205-019-1070-6
  6. B. A. Bakhmeteff, Hydraulics of open channels. Inc., New York: McGrawHill Book Company, 1932.
  7. P. Nolan, "Discussions of the hydraulic jump in terms of dynamic similarity," Transactions of the American Society of Civil Engineers, vol. 101, no. 1, pp. 648-672, 1936.
  8. F. S. Inc., "FLOW-3D V 11.2 User’s Manual," ed: Flow Science Inc. Santa Fe, NM, USA, 2016.
  9. T. C. Ty, Z. J. Min, T. C. Trieu, "Influence of Right Triangular Prism Rough Beds on Hydraulic Jumps," Applied Sciences, 2024, doi: https://doi.org/10.3390/app14020594.
  10. A. Ghaderi, S. Abbasi, and S. Di Francesco, "Numerical study on the hydraulic properties of flow over different pooled stepped spillways," Water, vol. 13, no. 5, p. 710, 2021. https://doi.org/10.3390/w13050710
  11. S. Li and J. Zhang, "Numerical investigation on the hydraulic properties of the skimming flow over pooled stepped spillway," Water, vol. 10, no. 10, p. 1478, 2018. https://doi.org/10.3390/w10101478
  12. T. C. Ty, T. C. Trieu, "Numerical and analysis effects of rectangular prism rough beds on hydraulic jumps in open channels," AIP Advances, vol. 15, no. 7, p. 10, July 2025, doi: https://doi.org/10.1063/5.0267793.
  13. A. Ghaderi, M. Dasineh, F. Aristodemo, and C. Aricò, "Numerical simulations of the flow field of a submerged hydraulic jump over triangular macroroughnesses," Water, vol. 13, no. 5, p. 674, 2021. https://doi.org/10.3390/w13050674
  14. V. Yakhot and S. A. Orszag, "Renormalization group analysis of turbulence. I. Basic theory," Journal of scientific computing, vol. 1, no. 1, pp. 3-51, 1986. https://link.springer.com/article/10.1007/BF01061452
  15. T. C. Tý and P. C. Thành, "Xác định đặc trưng nước nhảy ổn định trên kênh bằng mô hình CFD," Tạp chí Khoa học Công Nghệ Hàng Hải, vol. 80, pp. 1-7, 2024. https://vjol.info.vn/index.php/vimaru/article/view/109758