Thạc Sĩ Nghiên cứu mô phỏng và kiểm nghiệm hiện tượng nước dâng do bão sử dụng phương pháp CIP (Constrained

MỞ ĐẦUNước dâng do bão là một hiện tượng thiên tai nguy hiểm đối với các vùng ven biển, gây nhiều thiệt hại về người và của cải, làm cản trở các hoạt động của con người. Thiệt hại về người và của do hiện tượng nước dâng do bão là rất đáng kể. Có những cơn bão gây nước dâng cao gần chục mét. Ở Việt Nam và các nước có biển trên thế giới, đây là vấn đề đã và đang được tiến hành nghiên cứu nhằm đưa ra những thông tin cảnh báo đáng tin cậy trợ giúp cho công tác phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai.
Đề tài về nước dâng do bão đã được nghiên cứu nhiều từ trước đến nay, chủ yếu sử dụng ba phương pháp chính để tính toán và dự báo. Phương pháp thống kê có phạm vi áp dụng bị hạn chế. Phương pháp đưa ra toán đồ trên cơ sở các cơn bão lại bị giới hạn bởi những tham số hóa dẫn đến độ chính xác không cao. Phương pháp dùng mô hình số trị thủy động hai, ba chiều cho kết quả về mực nước theo không gian và thời gian. Trong khuôn khổ của luận văn này, nội dung chỉ đề cập đến việc mô phỏng nước dâng do bão sử dụng phương pháp CIP (Constrained Interpolation Profile) để giải hệ phương trình nước nông phi tuyến cho bài toán nước dâng do bão. Và tính toán cho hai cơn bão trong vùng Vịnh Bắc Bộ. Việc nghiên cứu nước dâng do bão sẽ góp phần cảnh bão thiên tai cho các vùng ven biển, tránh và giảm được thiệt hại về người và của, v.v
Các số liệu về áp suất, vận tốc gió cực đại, địa hình sử dụng trong luận văn có độ tin cậy cao đáp ứng được yêu cầu nghiên cứu của luận văn này.
Nội dung của luận văn được trình bày thành bốn chương và phần kết luận:
Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu nước dâng do bão
Chương 2: Cơ sở lí thuyết quá trình thủy động lực học dưới tác động của gió và áp suất cho bài toán nước dâng.
Chương 3: Kiểm nghiệm mô hình toán sử dụng phương pháp CIP
Chương 4: Tính toán nước dâng do bão
Kết luận và kiến nghị
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2
NƯỚC DÂNG DO BÃO 2
1.1 Khái niệm chung. 2
1.1.1 Nước dâng do bão. 2
1.1.2 Những đặc điểm chính của nước dâng. 2
1.1.3 Các nguyên nhân gây ra nước dâng. 3
1.2 Tầm quan trọng và các phương pháp nghiên cứu nước dâng do bão. 4
1.2.1 Tầm quan trọng của nghiên cứu và dự báo nước dâng do bão. 4
1.2.2 Các phương pháp dự báo nước dâng bão. 6
Chương 2 - CƠ SỞ LÍ THUYẾT QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG LỰC HỌC DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA GIÓ VÀ ÁP SUẤT CHO BÀI TOÁN NƯỚC DÂNG 10
2.1 Các loại mô hình bão. 10
2.2 Mô hình số và các lựa chọn mô hình số cho bài toán. 15
2.2.1 Hệ phương trình thủy động. 15
2.2.2 Phương pháp sai phân hữu hạn. 19
2.2.3 Phương pháp CIP (Constrained Interpolation Profile). 22
Chương 3 - KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH TOÁN SỬ DỤNG 28
PHƯƠNG PHÁP CIP. 28
3.1 Giới thiệu về một số bài toán kiểm nghiệm 28
3.2 Kiểm nghiệm với bài toán vỡ đập. 28
3.3 Kiểm nghiệm với bài toán truyền sóng trong kênh. 30
3.4 Kiểm nghiệm với bài toán thủy triều trong Biển Đông. 32
3.5 Kết luận tóm lược. 35
Chương 4 - TÍNH TOÁN NƯỚC DÂNG DO BÃO 36
4.1 Khái quát vùng nghiên cứu. 36
4.1.1 Vị trí địa lí 36
4.1.2 Lưới tính. 37
4.1.3 Đặc điểm nước dâng do bão vùng Vịnh Bắc Bộ. 37
4.2 Số liệu tính toán mô hình. 37
4.3 Các kết quả tính toán. 39
KẾT LUẬN 54
KIẾN NGHỊ. 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
Tiếng Việt 56
Tiếng Anh. 57