Hiệu chuẩn (thiết lập gió) bằng 3Di

Hiệu chuẩn (thiết lập gió) bằng 3Di

Phương pháp hiệu chuẩn bán tự động hệ số cản gió với 3Di

Với 3Di, chúng tôi đã áp dụng phương pháp hiệu chuẩn bán tự động cho hệ số cản gió thông qua API và các tập lệnh lập trình.

Việc hiệu chuẩn mô hình thủy động lực học thường đòi hỏi nhiều công sức và thời gian. Tuy nhiên, bằng cách tận dụng API của 3Di một cách thông minh, quá trình này đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết và thậm chí còn cho ra hiệu suất tốt hơn so với ban đầu. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào việc truyền động lượng của gió sang các khối nước.

Trong các mô hình của 3Di, hiệu ứng này được mô phỏng dựa trên hệ số cản gió. Theo lý thuyết hiện nay, hệ số này có thể thay đổi đáng kể trong cùng một hệ thống nước, cũng như phụ thuộc vào các hướng gió khác nhau.

Nghiên cứu truyền động lượng của gió sang các khối nước
Nghiên cứu truyền động lượng của gió sang các khối nước

Cách mô phỏng hiệu ứng hệ số cản gió trong mô hình 3Di

Bằng cách sử dụng phương pháp hiệu chuẩn mô hình, chúng tôi đã xác định được hệ số cản gió tối ưu cho các điều kiện gió trong quá khứ tại nhiều địa điểm khác nhau. Quy trình thực hiện được minh họa trong hình dưới đây:

Quy trình hiệu chuẩn mô hình 3Di
Quy trình hiệu chuẩn mô hình 3Di

Giai đoạn hiệu chuẩn đầu tiên

Phép tính đầu tiên được thực hiện để tạo ra trạng thái đã lưu, đóng vai trò là điểm khởi đầu cho các lần chạy mô hình tiếp theo.

Trong giai đoạn hiệu chuẩn đầu tiên, chúng tôi đã thực hiện 7 lần mô phỏng với các hệ số cản gió khác nhau. Sau khi phân tích kết quả và thực hiện tinh chỉnh, giai đoạn hiệu chuẩn thứ hai tiếp tục với 5 phép tính khác. Vì hệ số cản gió có thể thay đổi tùy thuộc vào vị trí trong hệ thống nước (chẳng hạn như hồ lớn hoặc kênh nhỏ hơn), quá trình này đã được thực hiện tổng cộng 12 lần tại các địa điểm khác nhau, với hàng trăm phép tính.

Nghe thì có vẻ như đây là một khối lượng công việc khổng lồ, nhưng bằng cách sử dụng 3Di, các phép tính này hoàn toàn được xử lý một cách tự động. Các phép tính đều được thực hiện trên đám mây, chỉ có kết quả được tải xuống để phân tích bằng Python. Chúng tôi sử dụng hàm mục tiêu để so sánh mực nước mô phỏng với mực nước đo được. Với phương pháp này, việc tìm ra hệ số cản gió tối ưu cho mỗi vị trí bây giờ chỉ cách chúng ta một nút bấm mà thôi! 

Nghiên cứu này đã chứng minh mối quan hệ giữa vị trí trong hệ thống nước, hướng gió và hệ số cản gió tối ưu. Nhìn chung, hệ số cản thấp hơn đáng kể ở những khu vực có lực kéo nhỏ hơn, do hình dạng của các khối nước thẳng hàng với hướng gió. Truyền động lượng giữa gió và nước xảy ra ở đây ít hơn, vì chắn gió có tác động lớn hơn.

Chúng tôi ước tính rằng với hệ số cản gió thay đổi này (cả trong không gian và theo hướng gió), độ chính xác của mô hình dự kiến có thể tăng lên đến 44% so với khi sử dụng hệ số cản gió không đổi. 

Giai đoạn hiệu chuẩn thứ hai

Chúng tôi đã làm những nghiên cứu tiếp sử dụng kết quả này để có thể kiểm tra chính xác những cải thiện như dự đoán.

Một ví dụ về cải thiện mô hình được đưa ra trong hình bên dưới. Đường màu xanh đậm là mực nước mô phỏng của mô hình đầu tiên, trong khi đường màu vàng là mực nước mô phỏng với mô hình có hệ số cản gió tối ưu. Đường màu xanh nhạt hiển thị mực nước đã đo được. Ta có thể thấy rõ đường màu vàng thể hiện gần như giống với đường màu xanh nhạt, chứng tỏ sự cải thiện lớn của mô hình mới với hệ số cản gió tối ưu khi so sánh với kết quả thực tế. 

Ví dụ về cải thiện mô hình
Ví dụ về cải thiện mô hình

Các nghiên cứu trên đã chứng minh hiệu quả của phương pháp hiệu chuẩn bán tự động với 3Di, giúp tối ưu hệ số cản gió và nâng cao độ chính xác của mô hình thủy động lực học. Kết quả không chỉ giảm thời gian, công sức mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi, hứa hẹn nhiều cải tiến trong quản lý tài nguyên nước.

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

HotlineZalo OAMessenger