Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 1

Trang 1

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 2

Trang 2

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 3

Trang 3

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 4

Trang 4

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 5

Trang 5

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 6

Trang 6

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 7

Trang 7

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 8

Trang 8

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 9

Trang 9

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 180 trang nguyenduy 01/03/2024 1370
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam

Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam
i mô phỏng trên máy tính, ta không thể lựa 
chọn một v ng không gian có giới hạn ở vô c ng để thực hiện tính toán vì sẽ không có 
máy tính nào đủ mạnh để có thể thực hiện được điều này (cấu hình, bộ nhớ đệm của máy 
tính là hữu hạn). 
Trên thực tế, v ng không khí bao quanh vật thể chịu sự nhiễu động với các v ng 
chảy rối, v ng chảy tầng,  phân bố một cách ngẫu nhiên. Nhưng càng xa vật thể thì 
không khí chuyển động càng ổn định hơn và đến một khoảng cách nào đó đủ lớn thì có thể 
xem như dòng chuyển động của không khí là dòng chảy tầng và không chịu ảnh hưởng của 
vật thể cũng như chuyển động của nó. Đây chính là cơ sở để xác định kích thước của vùng 
không gian mô phỏng. Nghĩa là, v ng không gian mô phỏng được giới hạn bởi các mặt 
phẳng mà ở đó dòng chảy không khí là dòng chảy tầng và không chịu ảnh hưởng của vật 
thể cũng như chuyển động của nó. 
51 
Tuy nhiên, cũng không thể lựa chọn một v ng không gian quá lớn để thực hiện mô 
phỏng vì sẽ dẫn đến lãng phí tài nguyên của máy tính, tăng thời gian mô phỏng mà độ 
chính xác, hiệu quả mô phỏng không được cải thiện thêm nhiều. Bởi vậy, cần phải xác 
định được các kích thước nhỏ nhất của v ng không gian giới hạn bao quanh vật thể để thực 
hiện mô phỏng sao cho nó không ảnh hưởng tới kết quả tính toán. 
Vì vậy, khi bắt đầu thực hiện mô phỏng, xác định kích thước của vùng không gian 
mô phỏng này thực sự là một khó khăn. Tuy nhiên, với kích thước mô hình vỏ xe khách và 
đặc điểm của dòng khí bao quanh vỏ xe, theo kinh nghiệm mô phỏng được đưa ra trong tài 
liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm ANSYS-FLUENT [29], vùng không gian bao quanh vỏ 
xe ban đầu được lựa chọn để mô phỏng khảo nghiệm là hình hộp chữ nhật có các kích 
thước tối thiểu như sau: 
- Chiều rộng lớn hơn hoặc bằng 10 lần chiều rộng toàn bộ của xe; 
- Chiều cao lớn hơn hoặc bằng 5 lần chiều cao toàn bộ của xe; 
- Chiều dài vùng không gian mô phỏng phía trước đầu xe lớn hơn hoặc bằng 2 lần 
chiều cao toàn bộ của xe và chiều dài vùng không gian mô phỏng phía sau đuôi xe 
lớn hơn hoặc bằng 10 lần chiều cao toàn bộ của xe. 
Hình 2.3 - Các kích thước của không gian mô phỏng lần đầu 
Cách thức để lựa chọn vùng không gian mô phỏng hợp lý là quan sát các trường 
vận tốc để xác định độ mượt của dòng, giới hạn không gian các xoáy để từ đó thu nhỏ 
không gian mô phỏng. So sánh kết quả tính toán cho không gian mô phỏng ban đầu và 
không gian đã thu nhỏ phải có sự sai khác là tối thiểu. 
Để đánh giá mức độ chính xác của việc lựa chọn vùng không gian mô phỏng FLUENT 
đưa ra tiêu chí cụ thể là: trong quá trình chạy mô hình để giải bài toán không có hiện tượng 
10H 2H 
52 
dòng chảy ngược, tức là dòng vào vùng không gian mô phỏng - inlet bị xoáy ngược ra hoặc 
dòng ra khỏi vùng không gian mô phỏng - outlet bị quay ngược vào (hình 2.4). 
Để xác định vùng không gian mô phỏng, dòng chảy ngược được coi là tiêu chí then 
chốt và cũng dễ xác định nhất. Trong quá trình tính toán, nếu xuất hiện dòng chảy ngược 
gây ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng, ANSYS FLUENT sẽ tự động đưa ra cảnh báo. Khi 
đó người lập trình buộc phải tiến hành lựa chọn lại vùng không gian tính toán. 
2.3.4 Chi lưới 
Chia lưới thực chất là việc rời rạc hóa vùng không gian mô phỏng thành các phần 
tử để thực hiện việc tính toán gần đúng bằng phương pháp số (trong FLUENT là phương 
pháp thể tích hữu hạn). Việc chọn kiểu lưới, số lượng phần tử, kích thước lưới, mật độ lưới 
phụ thuộc vào các yếu tố sau: tính chất của bài toán mô phỏng, độ chính xác cần thiết của 
kết quả mô phỏng, cấu hình máy tính hiện có và thời gian để thực hiện mô phỏng bài toán. 
Tính chất của bài toán mô phỏng ở đây được hiểu là dạng bài toán mô phỏng (mô 
hình mô phỏng dòng chảy rối hay dòng chảy tầng; mô hình nghiên cứu hiện tượng, quá 
trình cần mô phỏng chi tiết hay mô hình nghiên cứu công nghiệp, ). Từ tính chất của bài 
toán, người thực hiện phải dự kiến được phương pháp mô phỏng, từ đó xác định phương 
pháp chia lưới và chọn kiểu loại lưới ph hợp. Điều này rất quan trọng và có ảnh hưởng 
quyết định đến độ chính xác và tin cậy của kết quả mô phỏng. 
Độ chính xác cần thiết của kết quả mô phỏng bao gồm độ chính xác và mức độ hội 
tụ của kết quả. Để đạt được độ chính xác đảm bảo yêu cầu thì kích thước, mật độ, kiểu 
dạng lưới cần chọn ph hợp. Lưới càng mịn, kích thước phần tử lưới càng nhỏ thì kết quả 
mô phỏng càng chính xác. Tuy nhiên số lượng phần tử phải đảm bảo sự ph hợp với cấu 
hình của máy tính. Nếu số lượng phần tử quá nhiều thì yêu cầu cấu hình máy tính phải rất 
Hình 2.4 - Ví dụ về một số dạng dòng chảy ngược 
53 
mạnh để có thể xử lý được và d là máy tính cấu hình mạnh thì cũng cần thời gian rất dài 
để chạy bài toán mô phỏng. Do vậy, khu vực nào mà việc chia lưới ảnh hưởng mạnh đến 
kết quả mô phỏng thì lưới phải được chia dày, mịn, đảm bảo kích thước và tỉ lệ phát triển 
lưới thích hợp. Còn ở các khu vực mà chất lượng lưới ảnh hưởng không nhiều tới kết quả 
mô phỏng thì có thể chia lưới thưa hơn, thậm chí là lưới thô. 
Ngoài các yếu tố trên, khả năng giải bài toán mô phỏng còn phụ thuộc vào cấu hình 
máy tính hiện có và thời gian để thực hiện mô phỏng bài toán. 
Với mô hình 3D hiện nay, các dạng phần tử cơ bản đang được sử dụng để hình 
thành nên lưới để phục vụ mô phỏng là phần tử dạng tứ diện (tetrahedral), phần tử dạng 
lăng trụ (prisms), phần tử dạng kim tự tháp (piramids), phần tử dạng lục diện (hexahedral) 
và phần tử dạng đa diện (rất ít d ng), trong đó dạng lưới lăng trụ, lưới kim tự tháp là một 
dạng lưới chuyển tiếp giữa hai dạng lưới cơ bản là lưới tứ diện và lưới lục diện [39]. 
Hình 2.5 - Các dạng phần tử lưới trong mô hình mô phỏng 3D 
Phần tử lưới dạng đa diện rất ít được sử dụng do tính phức tạp của dạng lưới và cần 
có sự kiểm soát tốt để đảm bảo tính hội tụ của kết quả mô phỏng, các dạng lưới còn lại 
hiện nay sử dụng phổ biến là lưới tứ diện (tetra) và lưới lục diện (hexa), các dạng lưới lăng 
trụ và lưới kim tự tháp là các dạng lưới chuyển tiếp. 
Trong số bốn dạng lưới này, lưới lục diện có ưu điểm so với các dạng lưới còn lại 
là giảm được số lượng phần tử, số lượng đường và mặt khi chia lưới [39] nhờ đó có thể 
giảm được thời gian tính toán và giảm sai số trong quá trình tính toán. Có thể hình dung 
điều này thông qua một ví dụ đơn giản được minh họa trên hình 2.6. 
54 
Hình 2.6 - So sánh về cấu trúc của lưới tứ diện và lưới lục diện 
Với cùng một thể tích như trên hình 2.6, khi sử dụng lưới lục diện để chia nhỏ thể 
tích này sẽ có 2 phần tử (hình a) nhưng nếu muốn chia lưới để có được phần tử với cùng 
kích thước nhỏ nhất thì khi sử dụng lưới tứ diện sẽ cần đến 6 phần tử (hình b), lưới lăng trụ 
và lưới kim tự tháp sẽ cần 4 phần tử. Một ví dụ so sánh số lượng phần tử được thể hiện trên 
hình 2.7. 
Bên cạnh đó, một ưu điểm trong quá trình tạo lưới lục diện đó là các phần tử đi 
theo một dòng nhất định do đó làm giảm sai số trong quá trình tính toán [30]. Hơn nữa, các 
lưới hexa thường cho chất lượng hình học lưới tốt hơn (trong ví dụ thể hiện ở hình 2.7 là 
chỉ số độ lệch “Skewness”), như vậy kết quả mô phỏng sẽ chính xác hơn. 
Một ưu điểm của lưới tứ diện so với lưới lục diện là khả năng đáp ứng đối với các 
mô hình có cấu trúc phức tạp tốt hơn lưới lục diện, tuy nhiên khi đó vẫn phải mất rất nhiều 
công sức để thực hiện việc chia lưới và xử lý lưới nếu không sẽ xảy đến hiện tượng phần tử 
lưới rơi vào v ng kém hội tụ và không đảm bảo được độ chính xác của kết quả tính toán 
mô phỏng. 
a) b) 
55 
Với những ưu nhược điểm của các loại lưới như đã phân tích trên đây, NCS lựa 
chọn dạnglưới lục diện (hexa) để thực hiện chia lưới cho mô hình vỏ xe khách của luận án. 
Hình 2.8 - Hình ảnh chia lưới trong vùng không gian tính toán vỏ xe khách 
Hình 2.7 - So sánh về số lượng phần tử và chất lượng lưới của lưới tứ diện và 
lưới lục diện 
56 
2.3.5 Các ràng buộc à điều kiện tính toán 
Việc lựa chọn các ràng buộc và điều kiện tính toán thực chất là gán đặt các điều 
kiện, thuộc tính và điều kiện biên của bài toán. Việc xác định tính chất, đặc điểm và các 
thông số để gán đặt điều kiện biên có ảnh hưởng quyết định đến độ chính xác và tính ổn 
định, tin cậy của bài toán mô phỏng. 
Trong ANSYS-FLUENT có rất nhiều dạng bài toán mô phỏng tương ứng với các 
quá trình khác nhau trong tự nhiên cũng như trong nghiên cứu, sản xuất. Tuy nhiên, Luận 
án chỉ quan tâm đến bài toán mô phỏng dòng chảy của dòng khí bao quanh vật thể để từ đó 
lựa chọn và xác định các điều kiện tính toán ph hợp. 
Đối với bài toán khí động học vỏ xe khách, các điều kiện tính toán bao gồm: 
- Thuộc tính của dòng khí mô phỏng (thuộc tính của không khí); 
- Thuộc tính của các mặt giới hạn không gian mô phỏng: chọn thuộc tính của các 
mặt này ở dạng symmetry để không bị ảnh hưởng của tường bao tới dòng khí tác động lên 
vật thể nằm trong tường bao; 
- Thuộc tính của vật thể mô phỏng: thường chọn thuộc tính của vật thể là “tường 
không trượt” (wall - no slip), có ma sát nhớt giữa vỏ xe và dòng khí; 
- Thuộc tính của mặt đầu vào và mặt đầu ra của dòng khí liên quan đến vận tốc 
của dòng khí đầu vào và áp suất của dòng khí tại đầu ra. 
2.3.6 Phương pháp tính toán lực khí động 
 Lực khí động theo một phương nhất định xác định bởi véc tơ bao gồm 2 thành 
phần cấu thành là lực do chênh áp và lực do ma sát nhớt: 
FaFaF pa .. (2.40) 
Trong đó: a là véc tơ xác định phương của lực; pF là lực do chênh áp; F là lực 
do ma sát nhớt. 
 Do thực hiện tính toán bằng phương pháp số, nên các thông số thu được từ kết quả 
tính sẽ được xác định trên các ô lưới. Vì vậy, lực khí động được tính bằng tổng các lực 
thành phần. Chẳng hạn, thành phần lực do chênh áp được tính như sau: 

n
i
refp nAppF
1
ˆ)( (2.41) 
57 
Trong đó: p là áp suất trên mặt; pref là áp suất chuẩn; n là số mặt; A diện tích của 
mặt (m2); nˆ là véc tơ đơn vị vuông góc với mặt. 
Sau khi tính được lực, hệ số của lực khí động theo phương a được tính theo công 
thức sau: 
AV
F
C aa
2
2
1
 (2.42) 
Trong đó: V là vận tốc dòng chảy (m/s); A là diện tích (m2); là mật độ không khí 
(kg/m
3
). 
Ngoài ra, FLUENT còn tính toán các mô men theo các trục và xuất kết quả dưới 
dạng bảng số. 
58 
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 
 Để mô phỏng dòng khí bao quanh vỏ xe ô tô, người ta thường sử dụng phương 
trình Navier-Stokes đơn giản hóa với giả thiết là chất khí không chịu nén (dòng chảy dưới 
âm với M < 0,3) kết hợp với các vấn đề của dòng rối. Khi đó, phương trình Navier-Stokes 
trở thành một hệ gồm 2 phương trình: phương trình bảo toàn khối lượng và phương trình 
bảo toàn động lượng được viết dưới dạng trung bình hóa (RANS) với nhiều mô hình dòng 
rối khác nhau. 
 Để giải bài toán khí động học vỏ xe khách, NCS đã chọn giải pháp là sử dụng phần 
mềm chuyên dụng ANSYS - FLUENT. FLUENT sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn 
để mô phỏng dòng khí bao quanh vỏ xe với một thư viện các mô hình khá phong phú. Đây 
là phần mềm tính toán công nghiệp đã có từ lâu và được hoàn thiện dần theo năm tháng, 
nên có độ chính xác và độ tin cậy cao. Đồng thời việc sử dụng nó tương đối đơn giản, dễ 
dàng và thuận tiện. 
 Sau khi nghiên cứu các mô hình tính toán mà phần mềm ANSYS - FLUENT cung 
cấp, NCS đã chọn mô hình “SST k-” để mô phỏng và tính toán khí động học vỏ xe 
khách. Đây là mô hình tận dụng được các ưu điểm của mô hình “k-” truyền thống và mô 
hình “k-” để giải bài toán khí động học vỏ xe với độ chính xác và độ tin cậy cao hơn. 
59 
Chương 3 NGHIÊN CỨU KHÍ ĐỘNG HỌC VỎ Ô TÔ KHÁCH BẰNG PHẦN MỀM 
ANSYS - FLUENT 
3.1 Phương pháp nghiên cứu 
Trong chương này, NCS sử dụng phần mềm ANSYS - FLUENT để mô phỏng, tính 
toán và khảo sát hình dạng khí động học vỏ xe ô tô chở khách nhằm đưa ra các đề xuất cải 
thiện hợp lý nhất với các nội dung nghiên cứu và phương pháp thực hiện như sau: 
- Lựa chọn một mẫu xe khách lắp ráp trong nước là THACO KB120LSI (hình 3.2). 
Tiến hành mô phỏng khí động học vỏ xe cơ sở, tính toán, phân tích đánh giá chất 
lượng khí động học của nó. Tiêu chí cơ bản để đánh giá là hệ số cản không khí Cx. 
- Sử dụng mô hình cơ sở dạng hộp chữ nhật (hình 3.1) để khảo sát ảnh hưởng của các 
thông số hình học tới các tính chất khí động học của nó nhằm đưa ra các giải pháp 
cải thiện. 
- Trên cơ sở kết cấu của vỏ xe tham khảo và các kết quả khảo sát trên đây, tiến 
hành lựa chọn các thông số hình học để tạo nên vỏ xe mới với hệ số cản khí động 
nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu cốt yếu đối với vỏ xe khách (không 
gian sử dụng, bố trí nội thất và trang thiết bị, tính thẩm mỹ, ). 
- Khảo sát đánh giá mô hình vỏ xe mới được lựa chọn trên đây và so sánh với vỏ 
xe cơ sở. 
Để thực hiện mô phỏng và tính toán bằng ANSYS, NCS đã nhận được sự hỗ trợ 
của Trung tâm Phát triển và Ứng dụng Phần mềm công nghiệp (DASI), Trường Đại học 
Bách khoa Hà Nội (nay là Viện nghiên cứu Quốc tế về Khoa học và Kỹ thuật tính toán) với 
việc cho phép sử dụng phần mềm ANSYS (có bản quyền) và hệ thống máy tính mạnh. 
Đồng thời, NCS cũng nhận được các ý kiến tư vấn về chuyên môn của các chuyên gia phần 
mềm giàu kinh nghiệm của DASI. 
Do có rất nhiều thông số kết cấu ảnh hưởng đến dòng chảy khí động học vỏ xe, nên 
để khảo sát ảnh hưởng của từng thông số, NCS đã chọn mô hình khảo sát là một hình hộp 
chữ nhật (hình 3.1) với các kích thước bao bằng kích thước bao của vỏ xe khách tham 
khảo. Đồng thời, chấp nhận bỏ qua các chi tiết nhỏ như gương chiếu hậu của xe, các gân, 
gờ, khe hở của vỏ xe, hốc bánh xe và các chi tiết nhỏ khác liên quan đến vỏ xe như gạt 
mưa, ăng ten, tay nắm cửa,  Như đã trình bày trong Chương 1, nhiều nhà nghiên cứu 
cũng đã sử dụng kiểu mô hình này (bluff body) để nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số 
kết cấu tới lực cản khí động [13, 61, 72, ...]. 
60 
Các thông số khảo sát của bài toán (xem hình 3.1) bao gồm: 
- Góc nghiêng của kính chắn gió phía trước (α); 
- Góc nghiêng của kính phía sau (β); 
- Góc vát hai thành bên ở phía đuôi (); 
- Bán kính góc lượn giữa nóc xe và hai thành bên của (R1); 
- Bán kính góc lượn giữa kính phía sau và nóc (R2); 
- Bán kính góc lượn giữa thành sau (gồm cả kính phía sau) và hai thành bên (R3); 
- Bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc (R4); 
- Bán kính góc lượn giữa thành trước (gồm cả kính chắn gió) và hai thành bên (R5); 
 


R3
R3
R5
R5
R2
R4
R1 R1
R5
R5
R3
R3
R1 R1
L
2
L
1
1900
L3
Hình 3.1 - Các thông số khảo sát của biên dạng vỏ xe 
 Chiều tiến của xe 
61 
3.2 Các thông số đầu vào và một số giả thiết của bài toán mô phỏng 
3.2.1 Lựa chọn các thông số của vỏ xe khách 
Thông số kích thước bao của vỏ xe khách được lấy theo mẫu xe THACO 
KB120LSI được lắp ráp tại Công ty cổ phần ô tô Trường Hải với các kích thước (hình 
3.2) sau: 
- Kích thước bao dài x rộng x cao là 11.975 x 2.500 x 3.975 (mm); 
- Khoảng cách giữa bề mặt gầm xe với mặt đường là 275 mm; 
- Xe có hai trục với chiều dài cơ sở là 6.000 mm; 
- Cầu trước của xe được lắp bánh đơn, cầu sau của xe lắp bánh kép với chiều rộng 
của mỗi bánh xe là 340 mm; 
- Các kích thước cơ bản khác được thể hiện trên hình 3.2. 
6000
12000
2557
3
9
7
5
2500300
720
1
1
6
5
2
2
0
0
1
7
4
5
Hình 3.2 - Xe ô tô khách tham khảo (THACO KB120LSI) 
3.2.2 Các giả thiết và giới hạn nghiên cứu của bài toán mô phỏng 
Khi thực hiện mô phỏng, để phù hợp với khả năng tính toán của máy tính nhưng 
vẫn đảm bảo được tính đúng đắn, độ tin cậy và sự tương thích của bài toán nghiên cứu với 
thực tế, Luận án sử dụng các giả thiết sau đây: 
- Mô hình vỏ xe là tuyệt đối cứng, không xảy ra sự biến dạng của vỏ xe trong suốt 
quá trình mô phỏng. 
- Bỏ qua quá trình trao đổi nhiệt giữa vỏ xe và không khí. 
62 
- Bề mặt vỏ xe là bề mặt nhẵn, gầm xe được bọc phẳng (không xét đến các yếu tố 
khác của xe như gương chiếu hậu, gạt mưa, các gân, gờ, khe rãnh, hốc bánh xe, 
ăng ten, tay nắm cửa, ). 
- Vận tốc dòng khí tại đầu vào của không gian mô phỏng có hướng song song với 
trục dọc của xe, thổi theo hướng từ đầu xe tới đuôi xe và có giá trị không đổi 
trong quá trình mô phỏng )( constVkk . 
- Vận tốc không khí tại bề mặt vỏ xe và bề mặt giới hạn của vùng không gian mô 
phỏng bằng 0 m/s. 
- Không xét đến bán kính cong của kính chắn gió phía trước và kính phía sau xe 
(coi kính chắn gió phía trước và kính phía sau xe là các mặt phẳng). 
3.3 Xây dựng mô hình hình học, xác định vùng không gian mô phỏng 
Với phương pháp luận như đã trình bày trong Chương 2 về vấn đề xác định vùng 
không gian mô phỏng, với kích thước của vỏ xe tham khảo, NCS đã tiến hành xây dựng 
mô hình hình học và xác định vùng không gian mô phỏng như sau: 
Hình 3.3 - Kích thước của vùng không gian mô phỏng 
Nếu gọi chiều dài toàn bộ của xe là L, chiều rộng toàn bộ của xe là W, chiều cao 
toàn bộ của xe là H thì vùng không gian mô phỏng ban đầu NCS lựa chọn có kích thước 
63 
(dài x rộng x cao) là (14H + L) x 10W x 5H. Với vỏ xe có các kích thước như đã trình bày 
trên đây, v ng không gian mô phỏng ban đầu được lựa chọn có kích thước là 67.650 x 
25.000 x 19.875 (mm) 
Sau khi thực hiện mô phỏng lần đầu với mô hình và vùng không gian mô phỏng đã 
chọn, NCS đã thực hiện điều chỉnh lại kích thước của vùng không gian mô phỏng (theo các 
tiêu chí đã nêu ở trên). Kích thước dài x rộng x cao của vùng không gian mô phỏng được 
điều chỉnh lại thành 46.000 x 16.000 x 15.000 (mm). Vùng không gian mô phỏng được minh 
họa trên Hình 3.3. 
3.4 Chia lưới và đặt các điều kiện ràng buộc của bài toán mô phỏng 
Như đã trình bày ở Chương 2, sau khi phân tích các dạng lưới, NCS quyết định lựa 
chọn dạng lưới hexa và tiến hành chia lưới trên mô hình vỏ xe khách của Luận án. Kết quả 
bằng hình ảnh được thể hiện trên hình 3.4. 
Hình 3.4 - Mô hình vỏ xe khách sau khi đã được chia lưới với dạng lưới Hexa 
Với những phần tử nằm sát bề mặt vỏ xe, bước lưới được chia rất nhỏ (khoảng xấp 
xỉ 0,1 mm) và sau đó bước chia sẽ được tăng dần khi ra xa bề mặt vỏ xe. 
Sở dĩ kích thước phần tử lưới ở sát bề mặt vỏ xe được chọn như vậy vì ở khu vực 
lớp biên, các thông số của dòng chảy thay đổi rất nhanh trong không gian nên cần được mô 
tả một cách chi tiết để đảm bảo được độ chính xác của kết quả tính toán mô phỏng. Tuy 
nhiên, nếu cứ duy trì bước chia như vậy trong toàn bộ không gian tính toán thì số lượng 
phần từ và khối lượng tính toán sẽ cực lớn, vượt qua khả năng xử lý của máy tính. Vì vậy, 
kích thước của phần tử ở vùng biên phải đủ nhỏ, đủ mịn để đảm bảo độ chính xác của kết 
quả mô phỏng, nhưng ở các v ng xa biên bước lưới được chọn phải thưa dần để có được số 
lượng phần tử phù hợp với khả năng của máy tính. 
Với cách thức lựa chọn lưới như trên, số lượng phần tử của không gian mô phỏng 
nằm trong khoảng giá trị từ 2,0 đến 2,4 triệu phần tử. 
64 
Sau khi đã có được mô hình chia lưới, NCS tiến hành gán đặt các thuộc tính (điều 
kiện ràng buộc) cho mô hình (như đã trình bày ở Chương 2), bao gồm: 
- Thuộc tính của không khí: khối lượng riêng của không khí là 1,225 kg/m3, độ 
nhớt động học là 1,7894.10-5 (kg.m/s-1) 
- Vận tốc dòng khí tại đầu vào (tại vị trí mặt cắt ngang của vùng không gian mô 
phỏng mà tại đó ANSYS-FLUENT bắt đầu thực hiện việc tính toán mô phỏng). 
Giá trị vận tốc dòng khí tại đầu vào này do người dùng tự lựa chọn và hoàn toàn 
xác định, có thể coi vận tốc này tương đương vận tốc dòng khí ổn định ở ∞ (V∞); 
- Áp suất không khí tại đầu ra của vùng không gian mô phỏng. Khi dòng khí tại 
đầu ra của vùng không gian mô phỏng chuyển động ổn định (không còn ảnh 
hưởng của hiện tượng xoáy của dòng khí) thì áp suất tại đó có thể xác định bằng 
áp suất khí quyển (áp suất của môi trường xung quanh); 
- Thuộc tính của bề mặt mô hình vỏ xe: lựa chọn thuộc tính “wall - no slip” nghĩa 
là dạng “tường - không trượt”, đảm bảo tính chất của bề mặt vỏ xe phù hợp với 
giả thiết không biến dạng và có ma sát nhớt giữa dòng khí và bề mặt vỏ xe; 
- Thuộc tính của các thành giới hạn vùng không gian mô phỏng: lựa chọn thuộc 
tính “symmetry” để loại bỏ ảnh hưởng của tườn

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_cai_thien_dang_khi_dong_hoc_vo_xe_khach_l.pdf
  • pdfINFORMATION ON NEW CONCLUSIONS OF DOCTORAL THESIS.pdf
  • pdfTHONG TIN MOI CUA LUAN AN.pdf
  • pdfTOM TAT LUAN AN.pdf