Thuyết tương tự thủy lực trong xây dựng mô hình thí nghiệm dự đoán xói cục bộ trụ cầu

Xói cục bộ trụ cầu đã được nghiên cứu rộng rãi trong phòng thí nghiệm. Phần lớn các công thức kinh nghiệm dự đoán xói cục bộ trụ cầu đều được thiết lập dựa trên kết quả nghiên cứu trong phòng vì nếu thực hiện với kích thước và hình dạng của trụ thì rất khó và tốn kém. Vì thế, ThS Nguyễn Viết Thanh (Đại học Quảng Bình) thực hiện tiến hành điều này với qui mô phòng thí nghiệm.

Số liệu thống kê cho thấy ở Việt Nam, đa số các cây cầu bị phá hủy do lũ lụt. Tác động của dòng chảy lũ đến trụ là kết quả của sự tương tác dòng chảy rối xung quanh 3 chiều xung quanh trụ và độ dốc đáy sông.
Vấn đề đặt ra, cần phải xây dựng các mô hình trong phòng thí nghiệm để xây dựng các biểu thức dự đoán chiều sâu xói mòn cục bộ trụ cầu, lý thuyết tương tự thủy lực.
Trong khi xây dựng lý thuyết tương tự thủy lực, theo đề tài cần dựa trên sự tương tự về hình học, động lực học và động học. Phân tích các yếu tố trên cho thấy, lý thuyết tương tự thủy lực sử dụng để xây dựng mô hình thu nhỏ trong phòng thí nghiệm với kinh phí thấp hơn, thực hiện dễ dàng hơn. Tuy nhiên, do một số tham số thủy lực không thỏa mãn thuyết thủy lực nên kết quả thí nghiệm thường không phản ánh đúng thực tế.
Đề tài kiến nghị, cần phát triển một mô hình số mô phỏng dòng chảy rối ba chiều xung quanh trụ để hạn chế các mô hình vật lý. Một số phần mềm có thể sử dụng là: Fluent, Telemac…