Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu xây dựng các mô hình toán phục vụ dự báo một số vấn đề môi trường nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> <br /> DƯƠNG THỊ THÚY NGA<br /> <br /> NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH TOÁN PHỤC VỤ<br /> DỰ BÁO MỘT SỐ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC<br /> <br /> Chuyên ngành: Khoa học máy tính<br /> Mã số chuyên ngành: 62.48.01.01<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN<br /> <br /> THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2012<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS.TS. Nguyễn Kỳ Phùng<br /> 2. TS. Hồ Bảo Quốc<br /> <br /> Phản biện 1: PGS.TS. Lê Quang Toại<br /> Phản biện 2: PGS.TS. Trần Vĩnh Phước<br /> Phản biện 3: TS. Nguyễn Quốc Lân<br /> Phản biện độc lập 1: PGS.TS. Trần Vĩnh Phước<br /> Phản biện độc lập 2: TS. Lê Thị Quỳnh Hà<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại<br /> Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM .......................................................<br /> ...............................................................................................................................<br /> vào lúc<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:<br /> -<br /> <br /> Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM<br /> <br /> -<br /> <br /> Thư viện Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên<br /> <br /> năm<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> MỞ ĐẦU .................................................................................................................................3<br /> TỔNG QUAN .........................................................................................................................4<br /> CHƯƠNG 1. MÔ HÌNH THỦY LỰC ..................................................................................6<br /> 1.1. HỆ PHƯƠNG TRÌNH THỦY LỰC ..............................................................................6<br /> 1.2. ĐIỂM CẢI TIẾN CỦA LUẬN ÁN ................................................................................6<br /> 1.2.1. Điều kiện biên .........................................................................................................7<br /> 1.2.2. Biên cứng di động (Biên động đường bờ)...............................................................7<br /> 1.2.3. Phương pháp tính lưới lồng ....................................................................................7<br /> CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH LAN TRUYỀN CHẤT ................................................................7<br /> 2.1. MÔ HÌNH TOÁN HỌC .................................................................................................7<br /> 2.2. ĐIỂM CẢI TIẾN CỦA LUẬN ÁN ................................................................................8<br /> CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH BỒI, XÓI ......................................................................................8<br /> 3.1. PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN TẢI PHÙ SA ..................................................................8<br /> 3.2. PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC BÙN CÁT ĐÁY ...........................................................9<br /> 3.4. ĐIỂM CẢI TIẾN CỦA LUẬN ÁN ................................................................................9<br /> CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN VÀ DỰ BÁO DIỄN BIẾN MÔI<br /> TRƯỜNG NƯỚC ...................................................................................................................9<br /> 4.1. QUY TRÌNH XÂY DỰNG ỨNG DỤNG......................................................................9<br /> 4.1.1. Quy trình tính toán ................................................................................................10<br /> 4.1.2. Độ phức tạp của thuật toán ..................................................................................12<br /> 4.1.3. Cấu trúc dữ liệu ....................................................................................................12<br /> 4.1.4. Các màn hình chính của chương trình tính toán và dự báo diễn biến môi trường<br /> .........................................................................................................................................12<br /> 4.2. BỘ DỮ LIỆU CỦA MÔ HÌNH ....................................................................................12<br /> 4.2.1. Mô tả bộ dữ liệu tính toán và kiểm định ...............................................................12<br /> 4.2.2. Hiệu chỉnh dữ liệu.................................................................................................12<br /> 4.2.3. Tham số điều khiển ...............................................................................................12<br /> 4.3. KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH ..............................................................................................13<br /> 4.3.1. Kiểm định mô hình thủy lực ..................................................................................13<br /> 4.3.1.1. Kiểm tra mô hình bằng lời giải giải tích ........................................................13<br /> 4.3.1.2. Kiểm tra trên kênh chữ U ...............................................................................14<br /> 1<br /> <br /> 4.3.1.3. Kiểm tra với dữ liệu thực đo ..........................................................................14<br /> 4.3.2. Kiểm tra mô hình lan truyền chất .........................................................................15<br /> 4.3.3. Kiểm tra mô hình chuyển tải phù sa .....................................................................15<br /> 4.4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TRÊN BIỂN CÀ MAU ........................................................16<br /> 4.4.1. Kết quả tính toán dòng chảy trên biển..................................................................16<br /> 4.4.1.2. Kết quả khi tính biên cứng di động ................................................................17<br /> 4.4.1.3. Kết quả khi sử dụng lưới lồng ........................................................................19<br /> 4.4.2. Kết quả tính toán sự lan truyền chất.....................................................................20<br /> 4.4.2.1. Thông số tính toán..........................................................................................20<br /> 4.4.2.2. Kết quả tính toán ...........................................................................................20<br /> 4.4.3. Kết quả tính toán sự chuyển tải phù sa và sự bồi-xói đáy ....................................21<br /> 4.4.3.1. Thông số tính toán..........................................................................................21<br /> 4.4.3.2. Kết quả tính toán ............................................................................................21<br /> CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN..........................................................................22<br /> 5.1. KẾT QUẢ ....................................................................................................................22<br /> 5.1.1. Các công việc nghiên cứu khoa học đã tiến hành ................................................22<br /> 5.1.2. Số liệu nghiên cứu và thực nghiệm .......................................................................22<br /> 5.2. BÀN LUẬN .................................................................................................................22<br /> CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................23<br /> 6.1. KẾT LUẬN .................................................................................................................23<br /> 6.2. KIẾN NGHỊ ................................................................................................................24<br />  <br /> <br /> 2<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Lý do chọn đề tài<br /> Trong các nghiên cứu ứng dụng của công nghệ thông tin, việc giải quyết các bài toán<br /> về mô hình toán thủy văn (MHTTV) luôn là một yêu cầu rất cần thiết. MHTTV là sự mô<br /> phỏng các quá trình, hiện tượng thủy văn – sự vận động rất phức tạp của nước trong tự<br /> nhiên dưới dạng các phương trình toán học, lôgíc và giải chúng trên các máy tính điện tử.<br /> Đối với các bài toán mô hình hóa trong Môi trường, tốc độ tính toán luôn là một vấn<br /> đề nan giải. Với một vùng sông, biển rộng hàng trăm ngàn km2, việc tính toán các giá trị<br /> trên toàn vùng nghiên cứu như vận tốc dòng chảy, độ dâng mực nước, nồng độ các chất ô<br /> nhiễm theo thời gian,… phải tốn rất nhiều thời gian, hàng nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày.<br /> Bên cạnh đó, để đạt độ chính xác cao, cần phải có những mô hình toán đáng tin cậy để đảm<br /> bảo kết quả tính toán tương ứng với kết quả đo đạc trong thực tế.<br /> Vì vậy, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng các mô hình toán phục vụ dự báo<br /> một số vấn đề môi trường nước” để nghiên cứu một số mô hình toán nhằm cải tiến tốc độ<br /> tính toán cũng như độ chính xác khi giải quyết các bài toán trong Môi trường.<br /> Mục đích của luận án<br /> Tác giả thực hiện luận án với mục đích nghiên cứu và cải tiến một số mô hình toán<br /> trên thế giới cả về độ chính xác lẫn tốc độ tính toán như tính dòng chảy, sự lan truyền chất<br /> trên biển và sự bồi, xói đáy tại cửa sông. Từ các nghiên cứu về các mô hình này, tác giả sẽ<br /> xây dựng công cụ tính toán và dự báo diễn biến môi trường nước phục vụ công tác quản lý<br /> môi trường.<br /> Đối tượng và phạm vi nghiên cứu<br /> Để đảm bảo chất lượng của các mô hình, luận án giới hạn về đối tượng và phạm vi<br /> nghiên cứu như sau:<br /> Đối tượng: mô hình thủy lực, mô hình lan truyền chất hai chiều và mô hình tính sự bồi,<br /> xói đáy trên biển.<br /> Phạm vi nghiên cứu: vùng biển Cà Mau<br /> Ý nghĩa khoa học và thực tiễn<br /> Ý nghĩa khoa học<br /> Kết quả nghiên cứu của luận án cho thấy khả năng cải tiến các MHTTV cả về tốc độ<br /> tính toán lẫn độ chính xác bằng việc nghiên cứu phương pháp: đưa các yếu tố tự nhiên tác<br /> động đến bài toán vào mô hình, tăng tốc độ tính toán bằng phương pháp tính lưới lồng.<br /> 3<br /> <br />