Đánh giá hiệu quả giảm sóng của kết cấu bến dạng phao nổi trụ neo

 (m) Hệ số giảm sóng Ct
A B C A B C
1 TH1 0,316 0,381 0,805 0,395 0,476 1,006
2 TH2 0,528 0,578 0,801 0,660 0,723 1,001
3 TH3 0,605 0,647 0,808 0,756 0,809 1,010
4 TH4 0,651 0,441 0,651 0,814 0,551 0,814
5 TH5 0,345 0,392 0,802 0,575 0,653 1,337
6 TH6 0,812 0,916 1,203 0,677 0,763 1,003
cho kết quả với hiệu quả giảm sóng tốt 55,1% so với các trường hợp tương ứng TH2 (tại 
vị trí B). 
Bảng 2. Hệ số giảm sóng và biên độ sóng phía sau đê chắn sóng nổi 
STT Ký hiệu 
Biên độ sóng (m) Hệ số giảm sóng Ct 
A B C A B C 
1 TH1 0,316 0,381 0,805 0,395 0,476 1,006 
2 TH2 0,528 0,578 0,801 0,660 0,723 1,001 
3 TH3 0,605 0,647 0,808 0,756 0,809 1,010 
4 TH4 0,651 0,441 0,651 0,814 0,551 0,814 
5 TH5 0,345 0,392 0,802 0,575 0,653 1,337 
6 TH6 0,812 0,916 1,203 0,677 0,763 1,003 
Hình 5. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T=3,3 s 
Hình 6. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T=5 s 
Hình 5. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T = 3,3 s
Có thể thấy rằng, kích thước vùng giảm sóng trong trường hợp TH3 giảm khá đáng kể. Khi chu
kỳ hay chiều dài sóng tăng, hiệu quả giảm sóng của phao nổi giảm đáng kể.
Kết quả tính toán hệ số giảm sóng theo mô hình số Ansys Aqwa được so sánh với các giá trị tính
toán theo công thức theo [7, 8]. Hình 8 thể hiện biểu đồ so sánh hệ số giảm sóng cho các trường hợp
tính toán số có biên độ sóng cố định (a = 0,8 m) và chu kỳ biến thiên với các giá trị tính toán lý thuyết.
Các phương pháp đều chỉ ra rằng khi chu kỳ sóng càng tăng thì hệ số giảm sóng Ct cũng tăng, nghĩa
là hiệu quả giảm sóng tốt cho con sóng có chu kỳ nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp số Ansys Aqwa có
kết quả tương đồng tốt với phương pháp tính của Weigel, khi chu kỳ vượt quá 6 s thì hệ số giảm sóng
tăng không đáng kể, đường cong quan hệ giảm sóng theo chu kỳ là đường cong bậc cao, trong khi đó
70
Trung, N. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
cho kết quả với hiệu quả giảm sóng tốt 55,1% so với các trường hợp tương ứng TH2 (tại 
vị trí B). 
Bảng 2. Hệ số giảm sóng và biên độ sóng phía sau đê chắn sóng nổi 
STT Ký hiệu 
Biên độ sóng (m) Hệ số giảm sóng Ct 
A B C A B C 
1 TH1 0,316 0,381 0,805 0,395 0,476 1,006 
2 TH2 0,528 0,578 0,801 0,660 0,723 1,001 
3 TH3 0,605 0,647 0,808 0,756 0,809 1,010 
4 TH4 0,651 0,441 0,651 0,814 0,551 0,814 
5 TH5 0,345 0,392 0,802 0,575 0,653 1,337 
6 TH6 0,812 0,916 1,203 0,677 0,763 1,003 
Hình 5. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T=3,3 s 
Hình 6. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T=5 s Hình 6. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T = 5 s
Hình 7. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T=8 s 
Có thể thấy rằng, kích thước vùng giảm sóng trong trường hợp TH3 giảm khá đáng 
kể. Khi chu kỳ hay chiều dài sóng tăng, hiệu quả giảm sóng của phao nổi giảm đáng kể. 
Kết quả tính toán hệ số giảm sóng theo mô hình số Ansys Aqwa được so sánh với 
các giá trị tính toán theo công thức theo [8] và [9]. Hình 8 thể hiện biểu đồ so sánh hệ 
số giảm sóng cho các trường hợp tính toán số có biên độ sóng cố định (a=0,8 m) và chu 
kỳ biến thiên với các giá trị tính toán lý thuyết. Các phương pháp đều chỉ ra rằng khi 
chu kỳ sóng càng tăng thì hệ số giảm sóng Ct cũng tăng, nghĩa là hiệu quả giảm sóng tốt 
cho con sóng có chu kỳ nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp số Ansys Aqwa có kết quả tương 
đồng tốt với phương pháp tính của Weigel, khi chu kỳ vượt quá 6 s thì hệ số giảm sóng 
tăng không đáng kể, đường cong quan hệ giảm sóng theo chu kỳ là đường cong bậc cao, 
trong khi đó phương pháp của Maccagno đưa ra đường cong quan hệ gần tuyến tính. 
Trong các công thức của Maccagno và Weigel đều không đưa ra sự phụ thuộc của 
hệ số giảm sóng theo giá trị biên độ sóng. Tuy nhiên, theo kết quả phân tích số theo 
Ansys Aqwa thì chiều cao sóng tăng thì hệ số giảm sóng tăng, nghĩa là hiệu quả giảm 
đối với các con sóng có chiều cao lớn, xem Hình 9. 
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
2 3 4 5 6 7 8 9
Maccagno
Weigel
Aqwa (B)
Chu kỳ T (s)
H
ệs
ố 
gi
ảm
 só
ng
, C
t
Hình 7. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, = 8 s
phương pháp của Maccagno đưa ra đườ cong quan hệ ần tuyến tính.
Hình 7. Biểu đồ lan truyền sóng trong trường hợp TH1, T=8 s 
Có thể thấy rằng, kích thước vùng giảm sóng trong trường hợp TH3 giảm khá đáng 
kể. Khi chu kỳ hay chiều dài sóng tăng, hiệu quả giảm sóng của phao nổi giảm đáng kể. 
Kết quả tính toán hệ số giảm sóng theo mô hình số Ansys Aqwa được so sánh với 
các giá trị tính toán theo công thức theo [8] và [9]. Hình 8 thể hiện biểu đồ so sánh hệ 
số giảm sóng cho các trường hợp tính toán số có biên độ sóng cố định (a=0,8 m) và chu 
kỳ biến thiên với các giá trị tính toán lý thuyết. Các phương pháp đều chỉ ra rằng khi 
chu kỳ sóng càng tăng thì hệ số giảm sóng Ct cũng tăng, nghĩa là hiệu quả giảm sóng tốt 
cho con sóng có chu kỳ nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp số Ansys Aqwa có kết quả tương 
đồng tốt với phương pháp tính của Weigel, khi chu kỳ vượt quá 6 s thì hệ số giảm sóng 
tăng không đáng kể, đường cong quan hệ giảm sóng theo chu kỳ là đường cong bậc cao, 
trong khi đó phương pháp của Maccagno đưa ra đường cong quan hệ gần tuyến tính. 
Trong các công thức của Maccagno và Weigel đều không đưa ra sự phụ thuộc của 
hệ số giảm sóng theo giá trị biên độ sóng. Tuy nhiên, theo kết quả phân tích số theo 
Ansys Aqwa thì chiều cao sóng tăng thì hệ số giảm sóng tăng, nghĩa là hiệu quả giảm 
đối với các con sóng có chiều cao lớn, xem Hình 9. 
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
2 3 4 5 6 7 8 9
Maccagno
Weigel
Aqwa (B)
Chu kỳ T (s)
H
ệs
ố 
gi
ảm
 só
ng
, C
t
Hình 8. Biểu đồ so sánh hệ số giảm sóng theo biến thiên chu kỳ (TH1, TH2 và TH3)
Trong các công thức của Maccagno và Weigel đều không đưa ra sự phụ thuộc của hệ số giảm
sóng theo giá trị biên độ sóng. Tuy nhiên, theo kết quả phân tích số theo Ansys Aqwa thì chiều cao
71
Trung, N. T. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
sóng tăng thì hệ số giảm sóng tăng, nghĩa là hiệu quả giảm đối với các con sóng có chiều cao lớn, xem
Hình 9.
Hình 8. Biểu đồ so sánh hệ số giảm sóng theo biến thiên chu kỳ (TH1, TH2 và 
TH3) 
Hình 9. Biểu đồ so sánh hệ số giảm sóng theo biến thiên chiều cao (TH2, TH5 và 
TH6) 
4. Kết luận và khuyến nghị 
Phương pháp số ứng dụng phần mềm Ansys Aqwa kết hợp với lý thuyết tính toán 
lan truyền sóng đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả giảm sóng của kết cấu phao nổi 
trụ neo. Có một số kết luận chính sau đây: 
1) Kết cấu phao nổi trụ neo có hiệu quả giảm sóng đáng kể cho các con sóng có chu 
kỳ và chiều cao nhỏ. Giá trị cụ thể phụ thuộc vào kích thước, hình dáng kết cấu, 
đối với kết cấu phao nổi, trong nghiên cứu này thì hiệu quả giảm sóng từ 40÷70% 
cho con sóng có chu kỳ từ 3 đến 6 s và chiều cao sóng từ 1,2 đến 2,0 m. 
2) Hệ số giảm sóng tính toán theo lý thuyết của Weigel có sự tương đồng với phương 
pháp mô hình số, phù hợp với tính toán hiệu quả giảm sóng cho kết cấu đê chắn 
sóng trụ neo. 
Tài liệu tham khảo 
1. Functional Design Netherlands (2008). Dutch Floating Breakwaters & Floating 
Structure Technology. Technical information report, FDN Engineering BV. 
2. Fousert., M.W. (2006). Floating Breakwater - Theoretical study of a dynamic 
wave attenuating system. Final report of the master thesis Delft, Delft University 
of Technology. 
3. Cox, R., Coghlan, I., Kerry, C. (2007). Floating breakwater performance in 
irregular waves with particular emphasis on wave transmission and reection, 
energy dissipation, motions and restraining forces. Ocean Engineering, 
2(3):350:360. 
4. Drieman, R. (2011). Feasibility study on the use of a foating breakwater to 
protect a new articial beach in balchik, Bulgaria. Msc thesis, Delft University of 
Technology. 
5. TCCS 05:2014/CHHVN. Thiết kế bến du thuyền, Cục Hàng Hải Việt Nam. 
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
Maccagno
Weigel
Aqwa (B)
Biên độ sóng A(m)
H
ệ
số
 g
iả
m
 só
ng
 C
t
Hình 9. Biểu đồ so ánh hệ số giảm sóng theo biến thiên chiều cao (TH2, TH5 và TH6)
4. Kết luận và khuyến nghị
Phương pháp số ứng dụng phần mềm Ansys Aqwa kết hợp với lý thuyết tính toán lan truyền sóng
đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả giảm sóng của kết cấu phao nổi trụ neo. Có một số kết luận
chính sau đây:
1. Kết cấu phao nổi trụ neo có hiệu quả giảm sóng đáng ể cho cá co sóng có chu kỳ và chiều
cao nhỏ. Giá trị cụ thể phụ t uộc vào kích thước, hình dáng kết cấu, đối với kết cấu phao nổi, trong
nghiên cứu này thì hiệu quả giảm sóng từ 40–70% c o con sóng có chu kỳ từ 3 đến 6 s và chiều cao
sóng từ 1, đến 2,0 m.
2. Hệ số giảm sóng tính toán theo lý thuyết của Weigel có sự tương đồng với phương pháp mô
hình số, phù hợp với tính toán hiệu quả giảm sóng cho kết cấu đê chắn sóng trụ neo.
Tài liệu tham khảo
[1] Functional Design Netherlands (2008). Dutch fl ating breakwaters & floating st ucture technology. Tech-
nical information report, FDN Engineering BV.
[2] Fousert., M. W. (2006). Floating breakwater - Theoretical study of a dynamic wave attenuating system.
Final report of the master thesis Delft, Delft University of Technology.
[3] Cox, R., Coghlan, I., Kerry, C. (2007). Floating breakwater performance in irregular waves with particular
emphasis on wave transmission and reection, energy dissipation, motions and restraining forces. Ocean
Engineering, 2(3):350–360.
[4] Drieman, R. (2011). Feasib lity study the use of a foating breakwater to protect a new articial beach in
balchik, Bulgaria. Msc thesis, Delft University of Technology.
[5] TCCS 05:2014/CHHVN. Thiết kế bến du thuyền. Cục Hàng Hải Việt Nam.
[6] Ursell, F. (1947). The effect of a fixed vertical barrier on surface waves in deep water. Mathematical
Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 43(3):374–382.
[7] Macagno, E. O. (1954). Swell in a channel with a passage in charge. The White Coal, 1(1):10–37.
[8] Wiegel, R. L. (1960). Transmission of wave past a rigid vertical thin barrier. J. Waterway and Harbors
Div., 86(1):1–12.
72