- Phương pháp nghiên cứu. - So sánh kết quả mô phỏng với kết quả số sử dụng phương pháp MPM . - Thực hiện thí nghiệm. - Nghiên cứu đặc trưng của dòng chảy hạt. - Kết quả mô phỏng so với thí nghiệm và hàm thực nghiệm. - Vị trí dịch chuyển của các khối trong thí nghiệm 1 (đơn vị: mm. - Vị trí dịch chuyển của các khối trong thí nghiệm 2 (đơn vị: mm. - Vị trí của các khối trong thí nghiệm 3 (đơn vị: mm. - Cơ chế phá hủy điển hình của cột hạt thu được từ các thí nghiệm [34. - Kết quả mô phỏng số h 0 = 75 (mm), d 0 = 140 (mm. - Kết quả mô phỏng số h 0 = 75 (mm), d 0 = 100 (mm. - Kết quả tính toán trong luận văn (b) và kết quả thực nghiệm – mô phỏng của Liu và các cộng sự (a), (c. - Mô hình thí nghiệm. - Kết quả thí nghiệm x = 16,00 (mm), l = 0 (mm. - Kết quả thí nghiệm x = 10 (mm), l = 0 (mm. - Kết quả thí nghiệm x = 16,00 (mm), l = 50 (mm. - Kết quả tính toán mô phỏng chuyển động của các khối x = 10 (mm), l = 0 (mm. - Hình 3.10. - Thiết lập mô hình thí nghiệm 2D. - Hình 3.11. - Vị trí ban đầu của các khối trong thí nghiệm [35. - Hình 3.12. - Vị trí của các khối sau khi tương tác với dòng chảy các hạt bằng thí nghiệm [35. - Hình 3.13. - Kết quả mô phỏng tương tác giữa dòng chảy các hạt và tường chắn có kết cấu từ các dạng khối hộp. - Quan hệ giữa h 0 /h ∞ và hệ số a tổng hợp từ kết quả thí nghiệm vật lý và thí nghiệm số. - Quan hệ giữa d ∞ /d 0 và hệ số a tổng hợp từ kết quả thí nghiệm vật lý và thí nghiệm số. - Quan hệ giữa (d ∞ −d 0 )/d 0 và hệ số a tổng hợp từ kết quả thí nghiệm vật lý và thí nghiệm số. - Phương pháp so sánh được sử dụng để so sánh kết quả với thực nghiệm và các nghiên cứu mô phỏng số khác. - Phương pháp phân tích đánh giá được sử dụng để phân tích các kết quả tính toán và thí nghiệm.. - Chƣơng 3 trình bày về các kết quả tính toán và hiệu chỉnh mô hình số: Mô hình tính toán dòng chảy hạt được so sánh với kết quả thu được từ phương pháp số khác;. - Thực hiện thí nghiệm và hiệu chỉnh mô hình tương tác giữa các cấu kiện. - Hiệu chỉnh mô hình tương tác giữa dòng chảy hạt với tường chắn và kiểm chứng với kết quả thí nghiệm vật lý trong cùng một điều kiện.. - Chƣơng 4 trình bày về kết quả thử nghiệm ứng dụng nghiên cứu một số bài toán như đặc trưng của dòng chảy hạt và bài toán nghiên cứu ảnh hưởng của độ dốc đến sự ổn định của mái dốc.. - Để nghiên cứu các đặc trưng của dòng hạt thì có thể tiếp cận bằng nhiều cách như sử dụng các thí nghiệm hoặc sử dụng mô hình tính toán số. - Số lượng lớn các nghiên cứu về dòng chảy của vật liệu dạng hạt được thực hiện trong cả thí nghiệm và mô phỏng số. - Nhìn chung, các kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy cơ chế của dòng chảy hạt một cách toàn diện từ quan sát bề mặt. - Để kiểm chứng độ tin cậy của mô hình tính toán, tác giả thiết lập mô phỏng và so sánh với kết quả thí nghiệm trong tài liệu của Nguyenvà các cộng sự [34] và kết quả số trong tài liệu của Liu và các cộng sự [25].. - Mô hình đất 2D sử dụng trong thí nghiệm vật lý được thực hiện bởi Nguyen và các cộng sự [34]. - Cơ chế phá hủy điển hình của cột hạt thu được từ các thí nghiệm [34]. - Kết quả tính toán của quá trình phá hủy được chỉ ra trong hình 3.2.. - Kết quả mô phỏng số h 0 = 75 (mm), d 0 = 140 (mm). - Từ kết quả tính toán với t = 0,09 (s) (Hình 3.2b), dòng chảy hạt đã lan đến vị trí 171,6 (mm). - Tại thời điểm này, kết quả mô phỏng cho thấy dòng hạt đã đạt đến vị trí 272,1 (mm). - Kết quả mô phỏng cho thấy dòng chảy hạt đã đạt đến vị trí 315,3 (mm). - Do đó, kết quả mô phỏng là phù hợp với cơ chế phá hủy của dòng chảy hạt đã được nghiên cứu trước đó.. - Kết quả mô phỏng số h 0 = 75 (mm), d 0 = 100 (mm). - Kết quả tính toán của quá trình phá hủy được chỉ ra trong hình 3.3. - So sánh kết quả mô phỏng với kết quả số sử dụng phương pháp MPM. - Nhóm tác giả Liu đã tiến hành thí nghiệm đồng thời ứng dụng phương pháp điểm vật liệu (MPM) [25] để mô phỏng quá trình phá hủy của dòng chảy hạt. - Hình 3.4a, hình 3.4c lần lượt là kết quả thí nghiệm và mô phỏng số được thực hiện bởi Liu và các cộng sự. - Hình 3.4b là kết quả tính toán của tác giả trong luận văn nghiên cứu này.. - Kêt quả tính toán được so sánh với kết quả thí nghiệm tại các mốc thời gían t = 0,05 (s). - Trên hình 3.4 có thể quan sát thấy kết quả tính toán và kết quả thí nghiệm có sự tương đồng về quá trình biến đổi bề mặt phá hủy của dòng chảy hạt, sự biến đổi của miền bị phá hủy cũng như khoảng cách dịch chuyển của dòng chảy hạt.. - Với tỷ lệ h 0 /d 0 = 2, kết quả thí nghiệm cho thấy chiều cao của cột hạt sau phá hủy nhỏ hơn chiều cao ban đầu h 0 của cột hạt. - Kết quả tính toán cũng chỉ ra chiều cao của cột hạt tại thời điểm so sánh khá giống với chiều cao của cột hạt trong kết quả thí nghiệm của nhóm tác giả Liu [25].. - Kết quả tính toán trong luận văn (b) và kết quả thực nghiệm – mô phỏng của Liu và các cộng sự (a), (c). - Kết quả tính toán mô phỏng sự phá hủy của cột hạt đã khẳng định thêm về các đặc trưng và cơ chế phá hủy của dòng chảy hạt dựa trên cơ sở phân tích kết quả thực hiện các thí nghiệm với số lượng lớn và trải đều với các khoảng giá trị ban đầu khác nhau của cột hạt. - Các kết quả tính toán của mô hình số cho các bài toán về dòng chảy hạt đã được so sánh với các kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán bằng phương pháp MPM [25]. - Để nghiên cứu sự tương tác giữa các khối và chuyển động của các khối dưới tác dụng của trọng lực, mô hình thí nghiệm được thiết lập như Hình 3.5.. - Trong quá trình thí nghiệm xảy ra hai sự tương tác chính gồm. - Thí nghiệm 1. - Trong thí nghiệm này, các khối được đặt với vị trí như sau: x = 16,00 (mm), l. - Các khối sau khi thực hiện thí nghiệm có vị trí như Hình 3.6. - Kết quả thí nghiệm x = 16,00 (mm), l = 0 (mm). - Để đảm bảo độ chính xác của kết quả thí nghiệm. - Kết quả được tổng hợp lại trong Bảng 3.4. - Do mô hình tính toán số được thiết lập là hai chiều, nên để có thể sử dụng kết quả thí nghiệm kiểm chứng mô hình số thì cần phải đối chiếu về hệ 2D. - Vị trí dịch chuyển của các khối trong thí nghiệm 1 (đơn vị: mm). - Lần thí nghiệm TB. - Thí nghiệm 2. - Trong thí nghiệm này, vị trí đặt các khối được thay đổi, cụ thể là x = 10 (mm) và giữ nguyên l = 0 (mm).. - Thí nghiệm 2 này cũng được lặp lại 6 lần. - 2 ≈ 90 0 giống thí nghiệm 1. - Còn Khối 3 có góc quay khác thí nghiệm 1 với . - Vị trí dịch chuyển của các khối trong thí nghiệm 2 (đơn vị: mm). - Kết quả thí nghiệm x = 10 (mm), l = 0 (mm). - Thí nghiệm 3. - Kết quả thí nghiệm x = 16,00 (mm), l = 50 (mm). - Kết quả thí nghiệm 3 (Hình 3.8) cho thấy các các khối chuyển động giống với thí nghiệm 1. - Vị trí của các khối trong thí nghiệm 3 (đơn vị: mm). - Từ kết quả thí nghiệm ở Bảng 3.5 có thể tính được vị trí trung bình (tâm) của các khối như trong Bảng 3.7. - Việc xác định vị trí tâm của các khối (bằng trung bình cộng của cạnh trái và cạnh phải) trong mỗi thí nghiệm để giúp so sánh với kết quả tính toán 2D. - Nếu kết quả tính toán gần với kết quả thí nghiệm và nằm trong phạm vi của các lần thí nghiệm thì kết quả đó được đánh giá là phù hợp với kết quả thực nghiệm.. - Như vậy góc quay của các khối là giống nhau giữa kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm.. - Kết quả tính toán cho thấy cả hai khối vị trí tâm của Khối 2 là 76,05 (mm) như Hình 9e trong khi kết quả trung bình thu được từ thí nghiệm là 74,41 (mm). - Kết quả tính toán nằm trong phạm vi của 6 lần thực nghiệm ở Bảng 3.5 (nhỏ nhất là 71,69 mm và lớn nhất là 78,53 mm). - Kết quả tính toán cũng nằm trong phạm vi của các kết quả thí nghiệm trong Bảng 3.7 (nhỏ nhất là 128,55 mm và lớn nhất là 136,05 mm.. - Như vậy có thể thấy kết quả tính toán số của mô hình được xây dựng đã mô phỏng khá chính xác trạng thái của các khối so với thí nghiệm. - Kết quả tính toán mô phỏng chuyển động của các khối x = 10 (mm),. - Để nghiên cứu sự tương tác giữa dòng chảy hạt và các khối, mô hình thí nghiệm 2D được thiết lập như Hình 3.10 và Hình 3.11. - Vị trí ban đầu của các khối trong thí nghiệm [35]. - Vị trí của các khối sau khi tương tác với dòng chảy các hạt bằng thí nghiệm [35]. - Cụ thể là, vị trí trung bình (tâm) của khối 1 trong mô phỏng là 457,5 mm, kết quả này khá phù hợp với kết quả thí nghiệm là 456,1 mm.. - Về góc quay của các khối trong mô phỏng và thí nghiệm: Góc quay của khối 1 là bằng 0 (vị trí không đổi) trong cả thí nghiệm và mô phỏng số, các khối còn lại có độ lớn chênh lệch (lớn hơn hoặc nhỏ hơn) không đáng kể giữa tính toán mô phỏng và thực nghiệm.. - Bên cạnh đó, miền phá hủy trên và hình dạng bề mặt phá hủy trong thí nghiệm là khá tương đồng với kết quả của phương pháp số được đề xuất. - Hình 4.1, Hình 4.2 và Hình 4.3 là kết quả so sánh giữa thí nghiệm số và thực nghiệm, từ đó kiểm tra lại các đặc tính đã được xác định trước đó và tìm ra quy luật chung cho dòng chảy hạt phá hủy.. - Kết quả mô phỏng tối ưu cho tường chắn trong một số trường hợp tại thời điểm ban đầu (trái) và thời điểm kết thúc mô phỏng (phải). - Luận văn đã thực hiện các nội dung nghiên cứu và đạt được một số kết quả nổi bật sau đây:. - Kết quả tính toán mô phỏng sự phá hủy của cột hạt đã khẳng định thêm về các đặc trưng và cơ chế phá hủy của dòng chảy hạt dựa trên cơ sở phân tích kết quả thực hiện các thí nghiệm với số lượng lớn (221 phương án tính) và trải đều với các khoảng giá trị ban đầu khác nhau của cột hạt
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt