Luận án Nghiên cứu tác động của dòng chảy đến tàu thủy tại khu neo đậu Vũng Tàu

y đổi, chẳng hạn: Nước, dầu, kim loại 
nóng chảy, v.v. 
- Tính có khối lượng, trọng lượng [95] 
Để đặc trưng cho tính chất này, thực tế đã đưa ra các đại lượng là khối 
lượng riêng và trọng lượng riêng. 
Khối lượng riêng: Ký hiệu là ρ có đơn vị là kg/m3 
Trọng lượng riêng: Ký hiệu là γ có đơn vị là N/m3 
- Tính chảy (tính di động) [95]: Tính chảy là sự biến dạng liên tục 
dưới tác dụng của lực trượt (ứng suất tiếp) dù là rất nhỏ. 
Do tính di động nên chất lỏng không có hình dạng nhất định mà phụ 
thuộc vào vật thể chứa đựng nó. 
Các phần tử chất lỏng có khả năng chuyển động tương đối với nhau 
trong dòng chảy. 
- Sức căng mặt ngoài [95]: Là khả năng chịu được ứng suất không lớn 
lắm tại bề mặt phân cách giữa chất lỏng với chất lỏng, chất lỏng với thành 
rắn. 
25 
- Tính nhớt [95]: Là tính làm nảy sinh ứng suất tiếp giữa các lớp chất 
lỏng trong quá trình chuyển động. 
Theo giả thiết Newton: Khi chất lỏng chuyển động trượt tương đối 
trên nhau (chảy tầng) ứng suất tiếp tính theo công thức sau: 
du
dy
  
Trong đó:  - đại lượng đặc trưng cho tính nhớt, gọi là hệ số nhớt động 
lực và phụ thuộc vào nhiệt độ (nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm), có đơn vị là 
2
Ns
m
, ngoài ra tính nhớt còn đặc trưng bởi hệ số nhớt động học υ (m2/s): 


Chất lỏng không có tính nhớt ( = 0,  = 0), gọi là chất lỏng lý tưởng. 
Chất lỏng có tính nhớt ( 0 ,  0), gọi là chất lỏng nhớt hay chất lỏng 
thực. 
- Tính bốc hơi và độ hòa tan của không khí trong nước [95] 
Ở điều kiện thường một lượng khí nhất định được hòa tan trong nước 
(khoảng 2 phần vạn về mặt thể tích), nhưng khi áp suất của chất lỏng công tác 
giảm xuống nhỏ hơn bằng áp suất hơi bão hòa của chất lỏng, thì chất khí tách 
ra rất mạnh “hiện tương sôi”. 
Trong các máy thủy lực, hiện tượng này được gọi là “xâm thực” làm 
ảnh hưởng tới các thông số làm việc của máy. 
1.3.1.2 Một số phương trình cơ bản của chất lỏng 
● Phương trình liên tục [95], [96] 
0 








z
w
y
v
x
u
t
Trong đó: 
(u, v, w) - ba thành phần hình chiếu của véc tơ vận tốc V
. 
 - khối lượng riêng của chất lỏng. 
(1.1) 
(1.2) 
(1.3) 
26 
Với chất lỏng không nén được ( = const) phương trình có dạng: 
0 






z
w
y
v
x
u
Phương trình vi phân chuyển động của chất lỏng 
Tổng quát phương trình vi phân chuyển động có dạng 
1
( ) ( ( )
dV
F grad p V grad div V
dt

Trong đó: 
F
- lực khối đơn vị; 
 - hệ số nhớt động học; 
Các toán tử sau: 
( ) ; ; ; ( )
p p p u v
Grad p Div V
x y z x y z
      
      
 - toán tử Laplace: 
2 2 2
2 2 2
u u u
u
x y z
  
   
Với chất lỏng không nén được ( = const), thì ( ) 0Div V 
, nên phương 
trình có dạng: 
1
(p)
dV
F grad V
dt

Phương trình còn được gọi là phương trình Navier - Stokes (NS) cho 
chất lỏng không nén được. 
Với chất lỏng lý tưởng (không nhớt hay  = 0), gọi là phương trình 
chuyển động Euler: 
1
( )
dV
F grad p
dt 
Phương trình Laplace 
 0 
(1.4) 
(1.5) 
(1.6) 
(1.7) 
(1.8) 
(1.9) 
(1.10) 
Trong đó  là th
● Điều kiện đầ
Khi giải các phương tr
phân. Để xác định đượ
kiện biên của mỗi bài toán c
Điều kiện đầu: Là giá tr
Ví dụ tại thời đi
phần tử chất lỏng khảo sát là:
 , ,
 , ,
 , ,
u u x y z t
v v x y z t
w w x y z t
p p
Điều kiện biên: Là giá tr
bài toán), chẳng hạn, xét bài toán dòng ch
trong một khe hẹp rộng vô h
thành dính vào thành và không chuy
Hình 
1.3.2 Khái niệm v
Tính toán động lự
[98] là tính toán động l
27 
ế vận tốc 
u, điều kiện biên [95], [96] 
ình vi phân, thường mắc phải các h
c các hằng số này, cần dưa vào điều kiệ
ụ thể. 
ị đã xác định của đại lượng tại th
ểm đầu (t0) đo được các giá trị vận tốc và áp su
0 0 0 0, 0
0 0 0 0, 0
0 0 0 0, 0
0 
ị xác định được trên biên (miền gi
ất lỏng nhớt chuyển đ
ạn. Vì chất lỏng nhớt cho nên ph
ển động hay vận tốc trên biên b
1.9 Mô tả về điều kiện biên 
ề tính toán động lực học chất lưu 
c học chất lưu (Computational fluid dynamics) 
ực học dòng chất lỏng dựa trên nền tảng phương pháp 
ằng số tích 
n đầu và điều 
ời điểm đầu. 
ất của 
ới hạn của 
ộng một chiều 
ần tử lỏng sát 
ằng 0. 
[97], 
(1.11) 
28 
số để giải các phương trình về động lực học dòng chất lỏng với những điều 
kiện biên gần với thực tế nhất. 
Đây là phương pháp tính gần đúng, nên sai số phụ thuộc vào nhiều vấn 
đề, như mô hình bài toán, kỹ thuật giải, kích thước lưới chia, các hằng số thực 
nghiệm được đưa vào nhằm khép kín bài toán, giới hạn các điều kiện biên, 
v.v. do đó, người sử dụng phải vừa có kiến thức về phương pháp số và phải có 
kiến thức sâu về chuyên môn ứng dụng. 
Ngoài việc sử dụng ngôn ngữ lập trình để xây dựng các chương trình 
tính toán, người sử dụng có thể sử dụng nhiều phần mềm chuyên dụng khác 
nhau, nổi bật là Fluent - Ansys. 
Thông thường để khép kín hệ phương trình đại số trong quá trình tính 
toán, cần được đưa vào các hệ số thực nghiệm có sẵn, nên nó còn gọi là 
phương pháp bán thực nghiệm. Điều này đòi hỏi người sử dụng phải có số 
liệu thực nghiệm trên cùng mô hình bài toán để kiểm chứng kết quả tính toán 
trước khi cho tính toán hàng loạt các bài toán cùng dạng. 
Thực tiễn, trong quá trình nghiên cứu và triển khai thực nghiệm, nhờ ứng 
dụng TT ĐLHCL đã thể hiện rõ những ưu điểm sau đây : 
-Tiết kiệm thời gian và chi phí đầu tư nghiên cứu, hơn nữa nghiên cứu 
sâu bản chất hiện tượng tính toán mô phỏng ở những điều kiện mà thực 
nghiệm gặp khó khăn hoặc thậm chí không thể tiến hành được, nhằm tìm 
kiếm trường hợp tối ưu. Khi chưa có các công cụ hỗ trợ của máy tính, các sản 
phẩm thường phải qua nhiều lần làm thử nghiệm, hiệu chỉnh, bổ sung để có 
được sản phẩm tối ưu. Mỗi lần làm thử nghiệm là đầu tư thời gian và tốn kém 
chi phí. Làm việc trong môi trường mô phỏng có thể đánh giá bước đầu về 
mô hình, thiết kế, chế tạo để đưa ra các phương án hiệu chỉnh trước khi làm 
thực nghiệm; 
- Có thể thực hiện mô phỏng trong những điều kiện thực, điều kiện ảo, 
điều kiện lý tưởng, trong những điều kiện làm việc đặc biệt, như siêu thanh, 
29 
không trọng lực, nhiệt độ lớn mà trong những điều kiện này không phải lúc 
nào con người cũng có thể tạo ra, đo đạc, giám sát được. Từ đó đưa ra những 
đánh giá phân tích kết quả trong nghiên cứu; 
- Hữu hiệu trong công tác tiến hành thực nghiệm, bởi vì TT ĐLHCL cho 
phép xác định toàn bộ trường kết quả tại tất cả những điểm trong vùng khảo 
sát và mọi thời điểm khảo sát. Trong khi đó, khi tiến hành thực nghiệm, do 
hạn chế về công nghệ và chi phí, mỗi lần tiến hành chỉ xác định được một số 
dạng thông số tại những thời điểm nhất định. 
Tuy nhiên, phương pháp TT ĐLHCL cũng tồn tại một số hạn chế nhất 
định, như: 
- TT ĐLHCL giải quyết bài toán trên cơ sở mô hình vật lý được tạo lập, 
vì vậy mỗi dạng bài toán chỉ phù hợp với mô hình vật lý của nó. Dĩ nhiên việc 
chọn mô hình vật lý không sát với thực tiễn sẽ dẫn đến sai lệch về kết quả 
nghiên cứu; 
- TT ĐLHCL luôn tồn tại sai số do mô hình toán, sai số khi xây dựng và 
chọn bài toán, thậm chí sai số bởi chính năng lực tính toán của máy; 
- TT ĐLHCL nhạy cảm với điều kiện biên, vì vậy tùy thuộc vào mục 
đích của người sử dụng, việc lựa chọn điều kiện biên khi tính toán rất quan 
trọng và góp phần quyết định mức độ chính xác của kết quả tính toán. 
1.3.3 Cơ sở lý thuyết về neo đậu tàu thủy 
Dưới đây là lý thuyết cơ bản để tính toán ngoại lực tác động khi tàu neo, 
lực giữ của neo đã được công bố. Trên cơ sở lý luận này, tác giả có thể sử 
dụng một phần để phục vụ công tác nghiên cứu đề tài, đặc biệt là cơ sở cho 
phần nghiên cứu thực nghiệm trong đề tài. 
● Ngoại lực tác động lên tàu khi neo [102] 
Thực tế, tàu biển khi neo đậu luôn chịu tác động của yếu tố ngoại cảnh, 
làm cho tàu luôn bị trôi dạt. Tổng quát lực ngoại cảnh tác động xác định theo 
công thức: 
30 
dg FFF 0 
Trong đó: 
 F0 - ngoại lực tổng hợp tác động vào tàu khi neo (kG); 
 Fg - lực tác động của gió lên phần nổi của tàu khi neo (kG); 
 Fd - lực tác động của dòng chảy vào phần chìm của tàu khi neo (kG). 
Mặt khác, giá trị Fg tính bằng công thức: 
SVkF gggg
2
2
1
 Giá trị Fd tính bằng công thức: 
SVkF ddd
2 
Trong đó: 
kg - hệ số lực cản của gió đối với tàu biển, có giá trị bằng kg = 0,075 ÷ 
0,085; 
kd - hệ số lực cản của dòng chảy đối với tàu, giá trị trung bình là kd = 5 ÷ 
6; 
g - khối lượng riêng không khí, có giá trị 
 30,122 /g kg m 
Vg - tốc độ gió (m/s); 
S - diện tích mặt tiếp xúc của vỏ tàu (m2). 
● Lực giữ của neo và ảnh hưởng của chất đáy [102] 
Trên cơ sở tính toán lực tác dụng lên con tàu khi neo, hoàn toàn tính toán 
được lực giữ của neo để đảm bảo tàu neo an toàn trong bất kỳ điều kiện nào. 
Lực giữ của neo xác định theo công thức sau: 
LNG FFF 
Trong đó: 
FG - lực giữ của neo (kG); 
Giá trị FN tính theo công thức: 
(1.13) 
(1.14) 
(1.15) 
(1.12) 
31 
nN lF K P 
 Giá trị FL tính theo công thức: 
2
n
L l
l H
F P
H
Hay 
2
n
G l n l
l H
F K P P
H
Trong đó: 
 Pn - trọng lượng neo tính bằng kG và 
2
3
nP D 
 (Giá trị  phụ thuộc vào tải trọng của tàu:  = 10 ÷ 25 khi D = 800 ÷ 
15.000 tấn;  = 8 ÷ 10 khi D = 15.000 ÷ 42.000 tấn) 
ln - chiều dài dây (m); 
H - độ cao từ lỗ nống tới đáy biển (m); 
Pl - trọng lượng 1m lỉn neo trong nước; 
D - lượng giãn nước của tàu (tấn); 
Kl - hệ số lực giữ của neo phụ thuộc vào loại neo, chất đáy và trạng thái 
mặt biển. 
Giá trị Kl phụ thuộc trạng thái mặt biển: Số 1 - bình thường; số 2 - gió 
giật nhẹ; số 3 - gió mạnh. Giá trị Kl phụ thuộc vào chất đáy, tra trong bảng 
1.4. 
Bảng 1.4 Giá trị hệ số K1 phụ thuộc vào chất đáy 
Loại neo 
Hệ số Kl 
Chất đáy bùn Chất đáy cát Chất đáy đá 
1 2 3 1 2 3 1 2 3 
Hải quân 2,2 4,1 5,2 3,0 4,3 9,2 3,1 3,1 32,5 
Cánh gập 2,2 3,1 6,8 6,5 1,7 2,5 2,8 5,1 8,6 
Ma-tơ-rơ-xốp 11,5 17,6 43,7 8,0 12,5 32,0 - - - 
(1.16) 
(1.17) 
(1.18) 
32 
Trong thực tế, trọng lượng của neo được ghi ngay trên thân neo. 
● Công thức thực nghiệm được công bố và sử dụng phổ biến khác, lực 
giữ của neo [103] với đáy biển phụ thuộc vào khối lượng, hình dáng của neo, 
độ dài và khối lượng xích neo và có thể tính toán theo công thức sau: 
1LWWP ccaa  
Trong đó: 
 P - lực giữ của neo; 
 Waλa - lực bám đáy của neo; 
 WcλcL1 - lực ma sát của xích neo; 
 Wa - khối lượng của neo trong nước, tính bằng 0,867 lần khối lượng của 
neo trong không khí (kg); 
 λa - hệ số lực bám đáy của neo (xem bảng 1.5 - hệ số lực bám đáy và hệ 
số ma sát của xích neo); 
 Wc - khối lượng một mét xích neo trong nước (kg); 
 λc - hệ số ma sát của neo (xem bảng 1.5 - hệ số lực bám đáy và hệ số ma 
sát của xích neo); 
 L1 - chiều dài của xích neo nằm trên đáy. 
Bảng 1.5 Hệ số lực bám đáy và hệ số ma sát của xích neo 
Chất đáy 
Bùn 
dẻo 
Bùn 
cứng 
Bùn 
cát 
Cát 
Cát 
vỏ sò 
Đá 
sỏi 
Đá cuội 
λa 10 9 8 7 7 6 5 
λc 3 2 2 2 2 1,5 1,5 
Mặt khác, lực bám của neo cũng có thể tìm được theo đồ thị thực nghiệm 
(hình 1.10) khi biết tỷ số chiều dài của xích neo, chất đáy, khối lượng neo. 
(1.19) 
33 
Hình 1.10 Đồ thị mô tả kết quả thực nghiệm mô hình neo và neo thật 
1.4 Giới hạn vấn đề nghiên cứu của luận án 
● Về không gian: Các số liệu về độ sâu, tốc độ và phương chiều dòng 
chảy được tham khảo tại khu neo đậu Vũng Tàu; 
● Về đối tượng nghiên cứu: 
- Tổng quát: Tác động của dòng chảy đến tàu thủy bất kỳ khi neo đậu; 
- Cụ thể: Tác động của dòng chảy đến mô hình đồng dạng tàu dầu Aulac 
Jupiter [110] (hệ số đồng dạng k = 100) của Công ty Cổ phần Âu Lạc; 
● Về nội dung nghiên cứu: 
- Thiết lập mô hình bài toán nghiên cứu tác động của dòng chảy lên tàu 
thủy khi neo đậu từ đó xác định lực căng lỉn neo; 
- Xây dựng quy trình ứng dụng TT ĐLHCL để nghiên cứu bài toán tác 
động của dòng chảy lên tàu thủy và tính toán mô phỏng cụ thể cho mô hình 
đồng dạng tàu dầu Aulac Jupiter; 
- Xây dựng quy trình nghiên cứu thực nghiệm tác động của dòng chảy 
lên tàu thủy và thiết kế, chế tạo trang thiết bị phục vụ nghiên cứu thực nghiệm 
cụ thể cho mô hình đồng dạng tàu dầu Aulac Jupiter; 
- Xây dựng công thức xác định lực căng lỉn neo khi neo đậu cho mô hình 
đồng dạng tàu dầu Aulac Jupiter với các thông số cơ bản sau: 
34 
Bảng 1.6 Các thông số cơ bản tàu Aulac Jupiter [110] 
Stt Tên Giá trị Đơn vị 
1 Chiều dài toàn bộ 137,76 m 
2 Chiều dài tính toán 129,5 m 
3 Chiều rộng 20,8 m 
4 Mớn nước đầy tải 8,1 m 
5 Chiều dài lỉn neo được sử dụng ở khu neo 
Vũng Tàu 
27,5 x 4 m 
1.5 Kết luận chương 1 
Chương 1 đã tổng hợp được tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới 
liên quan đến đề tài, các số liệu tổng quan về khu neo đậu Vũng Tàu. Đã tổng 
hợp được cơ sở lý luận cần thiết phục vụ nghiên cứu đề tài như: lý thuyết về 
chất lỏng, tính toán động lực học chất lưu, lý thuyết về neo đậu tàu thủy. Từ 
đó đưa ra được giới hạn vấn đề nghiên cứu của luận án. 
Trong chương 2 sẽ xây dựng mô hình nghiên cứu, cơ sở toán học và ứng 
dụng TT ĐLHCL để tính toán mô phỏng tác động dòng chảy đến tàu thủy khi 
neo đậu nhằm xác định lực căng lỉn neo, tính toán cụ thể cho mô hình đồng 
dạng với tàu dầu Aulac Jupiter (hệ số đồng dạng k = 100) của Công ty Cổ 
phần Âu Lạc. 
2 CHƯƠNG 2: ỨNG D
HỌC CHẤT LƯU 
2.1 Xây dựng quy trình nghiên c
2.1.1 Xây dựng mô hình bài toán
Mô hình tổng quát bài toán đư
Hình
Đầu vào bài toán bao g
- “Vỏ tàu” được đị
- Phần giao nhau gi
được định nghĩa là mặt thoáng;
- Bài toán chưa xét đ
bao quanh mô hình tàu g
vận tốc là vận tốc dòng ch
Để thuận lợi cho xây d
mô phỏng, Nghiên cứu sinh
chuẩn Froude [117] với tàu 
Theo tiêu chuẩn này, mô hình nghiên c
đồng dạng với nhau khi có cùng s
Trong đó: 
L - chiều dài đặc trưng, có giá tr
Lỗ nống 
- Tuyến hình tàu 
- Tải trọng 
- Vận tốc dòng (t) 
- Chiều sâu 
- Chất đáy 
Lỉn neo 
35 
ỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Đ
XÁC ĐỊNH LỰC CĂNG LỈN NEO TÀU TH
ứu 
 [99] 
ợc thiết lập như sau: 
 2.1 Mô hình bài toán nghiên cứu 
ồm: 
nh nghĩa là tường; 
ữa hai vùng (hay hai pha) “không khí” và “nư
ến ảnh hưởng của gió và sóng, nghĩa l
ồm pha khí có vận tốc bằng không và pha nư
ảy tại khu vực neo đậu (Vi). 
ựng mô hình nghiên cứu và thực hi
 lựa chọn và sử dụng số liệu đồng d
dầu Aulac Jupiter. 
ứu và mô hình thự
ố Froude, thỏa mãn: 
 
.
ị bằng chiều dài toàn bộ tàu (m);
Biên dạng vỏ tàu khảo sát Mặt thoáng
Độ sâu khu neo đậMớn nước 
ỘNG LỰC 
ỦY 
ớc” sẽ 
à dòng chảy 
ớc có 
ện tính toán 
ạng theo tiêu 
c, được gọi là 
Chất đáy 
u 
(2.1) 
36 
 g - gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s2; 
 V - giá trị vận tốc (m/s); 
Khi đó: 
2 2
t m
t t m m
V V
g L g L
 , với gt = gm = g 
Vậy các đại lượng cho mô hình được xác định: 
Vận tốc dòng chảy cho bài toán mô hình Vm là: 
. m tm t
t
L V
V V
L k
- Do kích thước bài toán lớn, sẽ liên quan đến số ô lưới tính toán bằng 
phương pháp số, để phù hợp với cấu hình máy tính hiện tại ở Việt Nam, 
Nghiên cứu sinh chọn hệ số đồng dạng hình học k = 100. Các đại lượng khác 
tuân thủ tiêu chuẩn Froude: 
2;t t
m m
V S
k k
V S
3 4; .t m t mF k F M k M 
Trong đó: 
Vm, Vt: Vận tốc dòng chảy bài toán mô hình và bài toán thực; 
Ft, Mt - lực tác động và mô men theo bài toán thực; 
Fm, Mm - lực tác động và mô men bài toán mô hình. 
2.1.2 Cơ sở toán học [98], [100] 
Đây là bài toán hai pha (đó là pha nước và pha khí), nên tồn tại mặt 
thoáng phân cách giữa hai pha. Vì vậy, Nghiên cứu sinh sử dụng phương 
pháp VOF (Volume of Fluid). Phương pháp VOF giải phương trình vi phân 
chủ đạo cho hỗn hợp nhiều pha, bằng cách đưa thêm vào đại lượng tỷ lệ thể 
tích pha (volume fraction). 
Gọi αk là tỷ lệ thể tích pha thứ k, khi đó: 
1
1
n
k
k
  
(2.2) 
(2.3) 
(2.4) 
Với k là khối lượ
hỗn hợp là: 
1
n
k
 
Từ đó, giải các phương tr
đặc trưng: 
Tỷ lệ thể tích được xác đ
Trong đó: 
(n + 1) - bước thời gian hi
n - bước trước đó;
αkf - giá trị danh ngh
V - thể tích phần t
Uf - thể tích dòng 
- khối lượng chuy
- khối lượng chuy
Có thể xác định trư
lượng và phương trình n
Trong đó: 
T - nhiệt độ; 
E - năng lượng và E đư
pkm
kpm
37 
ng riêng của pha thứ k. Khi đó, khối lư
k k
ình vi phân chủ đạo, để xác định các đ
ịnh theo các bước thời gian: 
ện tại; 
ĩa của tỷ lệ thể tích pha thứ k; 
ử tính toán; 
qua bề mặt theo phương pháp tuyến; 
ển từ pha p tới pha k; 
ển từ pha k tới pha p; sαk = 0. 
ờng vận tốc và năng lượng qua phương tr
ăng lượng: 
ợc xác định theo (2.9): 
ợng riêng của 
ại lượng 
ình động 
(2.5) 
(2.6) 
(2.7) 
(2.8) 
(2.9) 
Ngoài ra chương tr
số thực nghiệm khác. T
thuật giải như bảng 2.1.
Bảng 2.1 Tổng hợ
Đặc tính
Loại bài toán 
Theo thời gian 
Vật liệu 
Mô hình dòng chảy đa pha
Trạng thái dòng chảy 
Mô hình rối 
Các đặc tính về dòng ch
Bảng 2.2 Các đặc tính dòng ch
Pha 
Kh
Nước biển 
Không khí 
38 
ình sử dụng kỹ thuật giải “Transition SST
ừ đó, tổng hợp các lựa chọn mô hình tí
p các đặc tính lựa chọn 
 Lựa chọ
3D 
Không ổn định 
Hỗn hợp nhiều pha 
 VOF (Volume of Fluid)
Dòng rối 
Transition SST 
ảy, cụ thể là dòng hai pha theo bảng 2.2.
ảy 2 pha 
ối lượng riêng 
(kg/m3) 
Hệ số nh
động lực học (N.s/m
1025 1,21.10
1,184 1,855.10
” và các hệ 
nh toán và kỹ 
n 
ớt 
2) 
-3 
-5 
(2.10) 
39 
2.1.3 Quy trình ứng dụng phương pháp tính toán động lực học chất 
lưu 
Quy trình ứng dụng phương pháp tính toán động lực học chất lưu [100] 
để tính toán mô phỏng bài toán đặt ra được thể hiện qua hình vẽ sau: 
Hình 2.2 Quy trình ứng dụng phương pháp tính toán động lực học chất lưu 
Xây dựng mô hình bài toán 
- Vẽ mô hình (theo bản vẽ tuyến hình) 
- Chia lưới không gian tính toán 
Đặt điều kiện biên 
(được đo đạc từ thực tế kết hợp với tiêu chuẩn 
đồng dạng sử dụng) 
Tính toán mô phỏng 
(xác định lực căng lỉn neo) 
Phân tích kết quả 
Bước 1 
Bước 2 
Bước 3 
Bước 4 
Bước 5 
B
ư
ớ
c 
6
: 
T
ha
y 
đ
ổi
 V
B
ư
ớ
c 
7
: 
T
ha
y 
đ
ổi
 m
ớ
n 
nư
ớ
c 
T
(được đo đạc từ thực tế kết hợp với 
tiêu chuẩn đồ dạng sử dụng) 
40 
Hình 2.2 thể hiện sơ đồ quy trình ứng dụng phương pháp tính toán động 
lực học chất lưu vào nghiên cứu bài toán tác động của dòng chảy đến lực căng 
lỉn neo, ta có thể phân tích như sau: 
Bảng 2.3 Phân tích quy trình ứng dụng phương pháp TT ĐLHCL 
Số 
bước 
Tên bước Nội dung 
Bước 1 Xây dựng 
mô hình 
bài toán 
Xuất phát từ bài toán thực ta xây dựng mô hình bài 
toán nghiên cứu sao cho gần nhất với thực tế (xem 
hình 2.1). Tuy nhiên ta phải giả định một số yếu tố 
như độ võng lỉn neo, độ nhẵn vỏ tàu, v.v. đây chính 
là nguyên nhân dẫn đến sai số của mô hình. 
Bước 2 Vẽ mô 
hình và 
chia lưới 
cho không 
gian tính 
toán 
Đây là công đoạn sử dụng phần mềm chuyên dụng 
để vẽ lại mô hình 3D bài toán (ở đây Nghiên cứu 
sinh sử dụng phần mềm Solidwork để vẽ mô hình). 
Sau đó chia lưới cho không gian tính toán, sao cho 
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của lưới chia nhưng số 
lượng lưới phải phù hợp với nền tảng tính toán hiện 
có (Nghiên cứu sinh sử dụng Workbench-Ansys để 
chia lưới). 
Bước 3 Đặt điều 
kiện biên 
Việc đặt điều kiện biên là đặt đặc tính của mặt trong 
mô hình bài toán (xem hình 2.1), cụ thể: 
Đầu vào nước và khí là: Vận tốc vào; 
Đầu ra nước và khí là: Áp suất ra; 
Bề mặt vỏ tàu là: Tường; 
Bề mặt giới hạn dưới và hai bên là: Tường. 
Bước 4 Tính toán 
mô phỏng 
Đây là bước đòi hỏi kỹ năng sử dụng phần mềm cho 
yêu cầu của bài toán (Nghiên cứu sinh sử dụng phần 
41 
mềm Fluent-Ansys), bao gồm một số yêu cầu chính 
như sau: 
Lựa chọn điều kiện tính toán: theo bảng 2.1 và 2.2; 
Đưa vào giá trị vận tốc dòng chảy cho 1 điểm tính 
toán; 
Đặt điều kiện hội tụ và bước thời gian tính toán. 
Bước 5 Phân tích 
kết quả 
Khi kết quả tính toán thỏa mãn tiêu chuẩn hội tụ, 
phần mềm sẽ dừng. Lúc này chúng ta sẽ phân tích 
kết quả thu được: 
Trường phân bố vận tốc dòng chảy trong không gian 
tính toán; 
Phân bố pha (pha nước, pha khí) cho ta biết dạng mặt 
thoáng; 
Trị số lực tác động lên vỏ tàu theo phương dọc trục. 
Đây là giá tr