Đăng bởi: Vũ Hoàng Hưng | Tháng Bảy 1, 2011

Dòng thấm dưới đáy công trình thủy lợi

Trong ANSYS không có sẵn mô đun riêng phân tích trường thấm, nhưng do công thức tính toán trường thấm với trường nhiệt là tương đồng, vì vậy có thể lợi dụng mô đun phân tích nhiệt trong ANSYS để tiến hành phân tích thấm. 

Đối tượng nghiên cứu là dòng thấm dưới đáy đập bê tông, giả thiết hệ số thấm của đất dưới đập là K = 15 m/ngày, xác định phân bố vận tốc dòng thấm trong nền đất (Ví dụ được trích trong giáo trình bồi dưỡng PTHH của Đại học Tứ Xuyên).

1. Mô hình phần tử hữu hạn

Định nghĩa mô hình: Khởi động ANSYS, đặt tên file trong thư mục làm việc

Định nghĩa loại hình phân tích: Nhấn Preferences, lựa chọn Thermal (phân tích nhiệt), nhấn OK

Main Menu>PreProcessor

Định nghĩa loại hình phần tử: đối với phân tích thấm (nhiệt) hai chiều, sử dụng phần tử PLANE55

Element Type>Add/Edit/Delete…

Định nghĩa tham số vật liệu: trong phân tích thấm ổn định chủ yếu định nghĩa tham số thẩm thấu của vật liệu (hệ số thẩm thấu của vật liệu nền K = 15 m/ngày tương ứng với hệ số truyền dẫn nhiệt trong phân tích nhiệt

Material Props>Material Models…

Thiết lập mô hình toán học: thông qua định nghĩa điểm đặc trưng xây dựng mặt hai chiều (nền đập)

* Trong cửa sổ mệnh lệnh, lần lượt nhập lệnh tạo các điểm đặc trưng

K,1,0,0; K,2,5,0; K,3,9,0; K,4,16,0; K,5,16,4; K,6,16,5; K,7,9,5; K,8,9,4; K,9,5,4; K,10,5,5; K,11,0,5; K,12,0,4

* Tạo mặt từ các điểm đặc trưng

Modelling>Creat>Areas>Arbitary>Throuth KPs…

Dùng chuột nhấn các điểm đặc trưng 1, 2, 9, 12 theo chiều ngược kim đồng hồ sau đó nhấn OK để tạo mặt, tương tự nhấn các điểm đặc trưng (2, 3, 8, 9),  (3, 4, 5, 8), (8, 5, 6, 7), (12, 9, 10, 11) để tạo 4 mặt còn lại

 – Phân chia mạng lưới

* Chỉ định thuộc tính mặt: trong này chỉ có một loại vật liệu, một loại phần tử, lựa chọn giá trị mặc định

Meshing>Mesh Attribute>All Areas…, trong cửa sổ chấp nhận giá trị mặc định, nhấn OK

* Chỉ định mật độ phần tử trên đường: lựa chọn tất cả các đường, chỉ định độ dài cạnh phần tử là 1

Meshing>Mesh Tool 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Phân chia mạng lưới

Meshing>Mesh Tool

2. Tính toán thấm ổn định

Main Menu>Solution

 – Chỉ định điều kiện biên thấm

Đối với dòng thấm tồn tại nhiều loại điều kiện biên như lưu lượng, cột nước, lưu tốc…, trong vấn đề này là điều kiện biên cột nước, cột nước thượng lưu là 10 m, cột nước hạ lưu là 0.5 m (đối ứng trong ANSYS là điều kiện biên nhiệt độ), đối với biên không chỉ định mặc định là biên không thấm nước (trong vấn đề này giả định hai biên trái phải, biên đáy nền và biên đáy đập là không thấm nước)

Define Loads>Apply>Thermal>Temperature>On Nodes

* Chỉ định biên thượng lưu

 Sau khi nhấn OK, xuất hiện cửa sổ như hình dưới, trong Lab lựa chọn TEMP, trong VALUE nhập giá trị 10, nhấn Apply hoàn thành chỉ định biên thượng lưu

* Chỉ định biên hạ lưu

Sau khi nhấn OK, xuất hiện cửa sổ như hình dưới, trong Lab lựa chọn TEMP, trong VALUE nhập giá trị 0.5, nhấn Apply hoàn thành chỉ định biên thượng lưu

Giải

Solve>Current Ls

Xem kết quả tính toán

Main Menu>General PostProc

* Kiểm tra phân bố đường đẳng giá trị cột nước

Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu…

* Kiểm tra phân bố đường đẳng giá trị gradient cột nước

Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu…

* Kiểm tra phân bố véc tơ lưu tốc dòng thấm 

Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu…

* Kiểm tra phân bố lưu tốc dòng thấm trên đường viền A – B

Path Operations>Define Path>By Nodes…

Sau khi lựa chọn các điểm nút giữa hai điểm AB, nhấn OK, nhập tên AB như cửa sổ hình dưới còn các giá trị khác lấy mặc định

Path Operations>Map Onto Path…

Path Operations>Plot Path Item>On Graph…

Nhấn Save hoặc SAVE_DB để lưu kết quả.


Responses

  1. Anh ơi cho e hỏi tí.
    Trong tính toán ưng suất đập bê tông trong lực trên nền đá (có cả nền cùng làm việc) bằng phương pháp PTHH (ví dụ như trong Ansys), không được đưa áp lực đẩy ngược ( thấm và đẩy nổi) vào dáy công trình vì lúc đó áp lực đẩy ngược được coi là nội lực không thoả mản phương trình PTHH ([k].[delta]=[F]). Vậy thì ảnh hưởng của áp lực đẩy ngược được đưa vào tính toán thế nào (cụ thể bằng ansys). Có người bảo cần tính toán ngoại lực ghép đôi với trường thấm. A cho e ý kiến vấn đề này nha ( a làm một ví dụ thì tốt quá).
    E cảm ơn anh chúc a sức khoẻ và công tác tốt!

    • Vấn đề này đang có nhiều tranh cãi. Nhưng thực tế anh vẫn đưa áp lực thấm vào đáy đập như là một ngoại lực, chỉ lựa chọn các điểm nút thuộc đáy đập thôi và sau đó gán. Anh thấy một vài tài liệu của Trung Quốc họ vẫn làm như thế

  2. Thế ạ, thực tế e cũng thấy đa số các phụ lục tính toán của các đơn vị thiết kế đều đưa áp lực thấm, bản thân e tính toán cũng thế. Nhưng e thấy thầy Hùng nói cũng có lý.E nghĩ kết hợp trường thấm với ngoại lực trong bài toán PTHH thì đúng với điều kiện làm việc thực tế của đập hơn. nhưng chưa biết tính toán thế nào. (Hay làm trong sigma ghép đôi với seep trong phần mền Geo-slope a nhỉ)
    Khi nào có dịp nghiên cứu thêm về vấn này mong a chia sẽ thêm
    e chào a.


Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

Danh mục

%d bloggers like this: