Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu cho sinh viên chuyên ngành công trình thủy
Chương 11: Bùn cát lơ lửng trong sóng Chương XI BÙN CÁT LƠ LỬNG TRONG SÓNG Phương trình của lý thuyết khuyếch tán: () ()()0.0=∂∂−∂∂+∂∂+∂∂zSzwSxuStSω ω0: độ thô thuỷ lực của bùn cát. S: nồng độ bùn cát trong sóng : ),,('),,(*),(),,( tzxStzxSzxStzxS ++= ),( zxS: nồng độ bùn cát trung bình theo một thời gian: ∫∞→=ttdttzxStS0).,,(1lim s*(x,z,t): mạch động nồng độ bùn cát phụ thuộc dao động sóng. s'(x,z,t): mạch động nồng độ bùn cát phụ thuộc chuyển động dòng nước. Bỏ qua đại lượng ()xuS∂∂ do trong dao động sóng, khuyếch tán bùn cát theo phương x là nhỏ nên bỏ qua. w: vận tốc nước theo phương z, chỈ có các thành phần mạch động: '* www +=Phương trình của lý thuyết khuyếch tán được viết lại: [][](){}[ ]{ }0'*.'*'*'*0=++∂∂−+++∂∂+++∂∂SSSzwwSSSzSSStω Lấy trung bình phương trình trên theo thời gian t ta có: []0'*'* =∂∂+∂∂+∂∂=++∂∂StStStSSSt [](){}[ ]''.*'.'.**.*'*)(')(* wSwSwSwSzwwtStSSz+++∂∂=+++∂∂ []{}( )SztStSSz.)(')(*.00ωω∂∂=++∂∂ Thay vào phương trình trên ta có: []( )0.''.*'.'.**.*0=∂∂−+++∂∂SzwSwSwSwSzω Hai đại lượng 'w.*S và *w'.S không tương quan cho nên lấy trung bình thì =0. []()0.''.*.*0=∂∂−+∂∂⇒ SzwSwSzω 0.''.*.*0=−+⇔ SwSwSω 11-1 Chương 11: Bùn cát lơ lửng trong sóng Trong dao động sóng: zSAswS∂∂−= .**.* Trong dòng chảy: zSAswS∂∂−= .''. As: hệ số khuyếch tán hỗn hợp. 0 .*0=−∂∂−∂∂−⇒ SzSAszSAsω ()SAsAszS.*0ω=+∂∂−⇒ ()zAsAsSS∂+−=∂.*0ω ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=∫zCCAdzSzS0exp.)(ω a = as* + as Tìm các hệ số: Hệ số As: KzchKHshKzshThKAs2.2 36 22322π= K: Số sóng. H: Độ sâu. h: Chiều cao sóng. z: Độ sâu tại điểm đang xét. T: Chu kỳ. Hệ số As*: KHshKzshThAs222 22.*π= ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=+=KzchKzshKKzshchKHThAsAsA22.18.21.2.*23222π Công thức này chỉ đúng đối với độ sâu từ 0,2H trở lên còn ngoài độ sâu đó tính theo công thức khác, do gần đáy tính nhớt có tác dụng mạnh và lượng bùn cát tăng đột ngột. Xác định hệ số khuyếch tán trong khoảng 0≤ h ≤ 0,2H: thêm một lượng là hệ số khuyếch tán do tính nhớt: As' ())( 06,01'0σσσωzexxpzzuaAsg+−= 11-2 Chương 11: Bùn cát lơ lửng trong sóng a=0,33cm. ug: Vận tốc truyền sóng theo phương x (phương truyền sóng). σ: Bề dầy lớp biên: shKHDhzzn 6,0lg.00=σσ Dn: Độ nhám suy diễn. ppnhDλ2.25= hp, λp: Chiều cao và chiều dày luống cát đáy. 300nDz =. Hệ số khuyếch tán theo phương z bằng : A=As+As’+As*. ( ))exp(06,012218212.*'023222σσσωπzzzuaKzchKzshKKzshTchKHhAsAsAsAg+−+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=++= ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=∫zCCzAdzSS.exp0ω Phân bố bùn cát phải từ một điểm đã biết. 11-3 . Chương 11: Bùn cát lơ lửng trong sóng Chương XI BÙN CÁT LƠ LỬNG TRONG SÓNG Phương trình của lý thuyết khuyếch tán:. 0.''.*.*0=−+⇔ SwSwSω 11-1 Chương 11: Bùn cát lơ lửng trong sóng Trong dao động sóng: zSAswS∂∂−= .**.* Trong dòng chảy: zSAswS∂∂−= .''.