1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh

71 16 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ BAY

    • 1.1 Giới thiệu chung

    • 1.2 Phân loại

    • 1.3 Lịch sử phát triển

    • 1.4 Các mẫu ô tô bay hiện nay

  • CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ

    • 2.1 Quy trình thiết kế

    • 2.2 Khảo sát thị trường, chọn mẫu thiết kế

    • 2.3 Yêu cầu sản phẩm

      • 2.3.1 Tải trọng yêu cầu

      • 2.3.2 Các thông số yêu cầu khác

    • 2.4 Thiết kế sơ bộ

      • 2.4.1 Thiết kế sơ bộ mô hình

      • 2.4.2 Lựa chọn động cơ, cánh quạt

      • 2.4.3 Thiết kế khoảng cách giữa các cánh quạt của thành phần tạo lực nâng

  • CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG KIỂM TRA SƠ BỘ

    • 3.1 Kiểm tra sơ bộ lực đẩy

      • 3.1.1 Phương pháp mô phỏng kiểm tra

      • 3.1.2 Các tham số ảnh hưởng đến mô phỏng kiểm tra lực đẩy của cánh

      • 3.1.3 Kết quả mô phỏng kiểm tra sơ bộ lực đẩy cánh quạt

    • 3.2 Kiểm bền FSI 1 chiều lá cánh

    • 3.3 Kiểm tra khoảng cách giữa các cánh quạt (GAP distance)

    • 3.4 Kiểm tra thành phần lực cản ô tô ở chế độ đi

    • 3.5 Kiểm nghiệm lực nâng cả mô hình ở chế độ bay treo

      • 3.5.1 Mô hình mô phỏng

      • 3.5.2 Lưới tính toán

      • 3.5.3 Thiết lập bài toán

      • 3.5.4 Kết quả mô phỏng kiểm tra sơ bộ lực đẩy bay treo

  • CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

    • 4.1 Kết luận

    • 4.2 Hướng phát triển

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Thiết kế mô kiểm tra sơ đặc tính khí động mơ hình ơtơ bay thu nhỏ ĐẶNG VĂN BẮC bac.dv171046@sis.hust.edu.vn NGÔ QUANG ANH anh.nq171008@sis.hust.edu.vn Chuyên ngành Kỹ thuật hàng không Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Hồng Thị Kim Dung Nhóm chun mơn: Khoa: Kỹ thuật hàng khơng vũ trụ Cơ khí động lực HÀ NỘI, 2/2022 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Thông tin sinh viên Sinh viên Họ tên: Đặng Văn Bắc Điện thoại: 0961456647 Email: bac.dv171046@sis.hust.edu.vn Lớp: Kỹ thuật hàng không K62 Hệ đào tạo: Chính quy Sinh viên Họ tên: Ngơ Quang Anh Điện thoại: 0389901325 Email: anh.nq171008@sis.hust.edu.vn Lớp: Kỹ thuật hàng khơng K62 Hệ đào tạo: Chính quy Đồ án mơn học thực tại: Nhà T-207 Thời gian làm ĐACN: - Ngày giao nhiệm vụ : 04/09/2021 - Ngày hồn thành nhiệm vụ : 20/02/2022 Mục đích nội dung ĐACN Đồ án môn học nhằm giúp sinh viên tiếp cận, tiếp thu kiến thức, nghiên cứu, thiết kế sơ mơ hình tơ bay thu nhỏ, kiểm tra sơ đặc tính khí động số tốn mơ kiểm tra sơ khí động học Các nhiệm vụ cụ thể ĐACN - Tổng quan ô tô bay; Nghiên cứu, khảo sát thị trường, đưa quy trình thiết kế, tính tốn thiết kế sơ mơ hình tơ bay; Sử dụng phần mềm ANSYS FLUENT để mơ kiểm tra sơ đặc tính khí động mơ hình sơ thiết kế Các tốn mơ kiểm tra bao gồm:  Bài tốn dịng chảy qua cánh quay nhiều cánh quay chế độ bay treo;  Bài tốn dịng chảy qua ô tô chế độ đi;  Bài toán kiểm bền cánh quay FSI chiều Lời cam đoan sinh viên: Chúng – Đặng Văn Bắc Ngô Quang Anh – cam kết ĐACN cơng trình nghiên cứu thân chúng tơi hướng dẫn PGS TS Hoàng Thị Kim Dung Các kết nêu ĐACN trung thực, khơng phải chép tồn văn cơng trình khác Hà Nội, ngày 22 tháng 02 năm 2022 Tác giả ĐACN Đặng Văn Bắc Anh Ngô Quang Xác nhận giáo viên hướng dẫn mức độ hoàn thành ĐACN cho phép bảo vệ: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày….tháng….năm 2022 Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU Nhu cầu lại nhân loại ngày tăng mạnh Cùng với phát triển hạ tầng đô thị gia tăng chóng mặt dân số giới phương tiện giao thơng Giải tồn tắc nghẽn, ý tưởng xe biết bay đời Mong muốn cho đời xe vừa chạy ngồi đường, vừa cất cánh, nhiều nhà khoa học dành tâm huyết đầu tư nghiên cứu đời ôtô bay Không xuất truyện tranh hay phim khoa học viễn tưởng, ô tô bay trở thành thực kỳ vọng phương tiện giao thông quan trọng tương lai Với mong muốn tìm tịi học hỏi, tiếp thu tri thức liên quan đến thiết kế mơ hình tơ bay đó, chúng em bắt tay vào thiết kế sơ mơ hình tơ bay, để từ phần làm tiền đề thiết kế cho ý tưởng ô tô bay sau Nội dung đồ án tập trung vào bước thiết kế sơ ban đầu quy trình thiết kế mẫu ô tô bay mô kiểm tra sơ mơ hình thiết kế Trong đó, bước mơ phỏng, kiểm tra sơ bộ, chúng em tập trung nghiên cứu đặc tính khí động cánh quạt quay mơ hình tơ bay; số tốn mơ mơ hình tơ bay số chế độ hoạt động Từ xác định xem mơ hình thiết kế có thỏa mãn u cầu đặc tính khí động tơ bay hay khơng Việc nghiên cứu thiết kế mơ hình tơ bay tốn lâu dài khó khăn Nên với nội dung đồ án chuyên ngành này, chúng em đưa ramột nhìn tổng quan thiết kế tơ bay Chính thế, đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy cô nhận xét đưa ý kiến góp ý để chúng em làm tốt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ BAY 1.1 Giới thiệu chung Trong năm gần đây, sở hạ tầng giao thông mặt đất bị lạm dụng mức, tắc nghẽn giao thơng nghiêm trọng đường xá xuống cấp Thay tuân theo sách mở rộng sở hạ tầng truyền thống, nghiên cứu giao thông vận tải tập trung vào việc phát triển giải pháp sáng tạo lạ cho vấn đề nói Các đường để khắc phục vấn đề bao gồm việc chuyển đổi sang số công nghệ giao thông vận tải nổi, chẳng hạn phương tiện bay không người lái (UAV) kỹ thuật “drone” để phục vụ công việc giám sát, giao hàng …Tuy nhiên, giải pháp lâu dài, nhà khoa học nghiên cứu kỹ thuật mang tính tương lai - Ơ tơ bay: Một phương tiện vận chuyển mặt đất khơng Ơ tơ bay loại phương tiện bay cá nhân máy bay đường, cung cấp phương tiện vận chuyển thuận tiện mặt đất bay khơng trung Nhiều nguyên mẫu ô tô bay chế tạo từ đầu kỷ 20, sử dụng nhiều công nghệ bay khác nhau, chẳng hạn ô tô bay dạng cánh cất/hạ cánh cần đường băng, số có khả cất/hạ cánh thẳng đứng Sự xuất ô tô bay thường dự đoán nhà tiên tri tương lai Ơ tơ bay chủ đề phổ biến câu truyện giả tưởng khoa học viễn tưởng Khơng khó để hiểu ý tưởng lại ưa chuộng Chúng di chuyển khơng khí nhanh nhiều so với tơ bình thường đường Có nghĩa là, ô tô mặt đất phải chạy qua hệ thống giao thông đường phức tạp, đặc biệt khu vực thị, tơ bay thẳng từ điểm xuất phát đến điểm đến Sức hấp dẫn ô tô bay dường hiển nhiên Nếu chế tạo chúng, phải có khả nhìn thấy nhiều phương tiện tơ bay bầu trời khơng lâu nữa? 1.2 Phân loại Ơ tơ bay gồm dạng chủ yếu: - Dạng cất/hạ cánh cần đường băng (Hình 1.1): Loại tơ bay thường có cánh cố định bay,.Khi đường cánh gắn cứng gập gọn lại Khi cất/hạ cánh buộc phải có đường băng thực được; - Dạng cất/hạ cánh thẳng đứng (Hình 1.2): Loại tơ bay có cánh quạt quay tạo lực nâng Và cất/hạ cánh theo phương thẳng đứng Ưu, nhược điểm dạng ô tô bay tổng hợp Bảng 1.1 Ngoài hai dạng tơ trên, cịn có dạng tích hợp dạng cánh cứng cố định dạng cất/hạ cánh thẳng đứng thơng qua cánh quạt Loại tận 10 Từ đồ thị lực nâng cánh quạt theo khoảng cách GAP 4200 RPM bên trên, ta thấy rằng: Đúng dự đốn, khoảng cách GAP tăng lực nâng cánh quạt tăng, đến giá trị GAP nằm khoảng 80 – 90 mm, lực nâng đạt lớn nhất, sau giá trị này, lực nâng khơng tăng, bắt đầu có xu hướng ổn định giảm nhẹ so với giá trị lớn Vậy khoảng cách GAP ban đầu 83mm đạt yêu cầu thiết kế để lực nâng cánh quạt tạo đạt giá trị lớn Hình 3.61 Đồ thị tổng lực nâng hai cánh quạt ảnh hưởng khoảng cách cánh tốc độ 6500 RPM Đồ thị hình tốc độ 6500 RPM thể ảnh hưởng cảu khoảng cách GAP dự đoán bên Nhưng thấy rằng, tốc độ cao, ảnh hưởng khoảng cách GAP đến lực nâng cánh quạt thể rõ rệt Tuy nhiên, khoảng cách GAP khoảng từ 80 – 90 mm giá trị tối ưu để lực nâng cánh quạt tạo lớn o Các hình ảnh trực quan để so sánh ảnh hưởng khoảng cánh đến hiệu suất cánh quạt mơ hình: Hình thể nhìn trực quan ảnh hưởng khoảng cách GAP đến hiệu suất cánh quạt mơ hình, hình ảnh biểu diễn hai trường hợp GAP = 90 mm GAP = 40 mm (đây trường hợp mà khoảng tối ưu, trường hợp lại trường hợp khoảng cách GAP ảnh hưởng rõ nhất) Hình 3.62 Ảnh hưởng khoảng cách GAP với trường hợp 40 mm trường hợp 90 mm Hình cho ta thấy rõ ảnh hưởng khoảng cách cánh quạt gần dẫn đến có vùng vận tốc ảnh hưởng khu vực đầu tip hai cánh, vùng tốc nhiễu loạn ảnh hưởng đến kết lực đẩy cánh 57 Hình 3.63 Phân bố vận tốc vùng khí quanh khối quay thể ảnh hưởng lẫn cánh quạt 3.4 Kiểm tra thành phần lực cản ô tô chế độ Khi ô tô chuyển động, tạo nên thay đổi mật độ khơng khí bao quanh xe, hình thành lực cản khơng khí tác dụng lên tồn bề mặt xe Trong tính tốn thơng thường, tất lực cản gió riêng phần thay lực cản tổng cộng quy ước Fdrag đặt tâm diện tích cản diện ô tô: (3.1) (3.2) Với: o : Hệ số khí động tơ, phụ thuộc hình dạng, chất lượng bề mặt tơ; o A: Diện tích cản diện tơ – Là diện tích hình chiếu tơ lên mặt phẳng diện; Với mơ hình sơ tại, o : Mật độ khơng khí; điều kiện tiêu chuẩn là: 1,225 (kg/m3); o : Vận tốc tương đối ô tô môi trường khơng khí; o : Vận tốc tơ so với mặt đường; o : Vận tốc gió theo phương chuyển động Do kích thước tơ bị ràng buộc chặt chẽ, nên biện pháp để giảm lực cản khơng khí giảm hệ số khí động Giá trị hệ số khí động nhỏ đạt 0,15 - ứng với vật mẫu, so với giá trị thực tế ô tô ([0,26-0,45] ô tô [0,6–0,8] ô tô tải), chứng tỏ nhu cầu giảm hệ số khí động cịn lớn Bảng 3.15 Hệ số khí động diện tích cản diện số tơ Ơ tơ Cw A (m2) 58 Cw.A Citroen 2CV VW Beetle VW Polo VW Golf Ford Mondeo BMW series MB S-class 0,51 0,48 0,32 0,30 0,32 0,27 0,31 1,65 1,80 1,90 1,99 2,00 2,17 2,38 0,85 0,87 0,61 0,60 0,64 0,59 0,74 Để kiểm nghiệm lực cản khí động mơ hình tơ bay, ta tiến hành mô CFD với ảnh hưởng tốc độ, từ ta rút hệ số cản mơ hình, xem hệ số thỏa mãn yêu cầu Các kết mô ô tô chế độ Ta mơ mơ hình ô tô bay chế độ tốc độ khác để tìm lực cản khí động, từ ta rút hệ số lực cản tác động lên mơ hình Các kết lực khí động sau mô đưa bảng Bảng 3-16: Lực khí động thân tô bay Tốc độ (m/s) 10 11 12 13 14 15 Lực cản thân Fdrag (N) 2.30 2.94 3.67 4.68 5.79 6.90 8.21 9.61 11.02 12.65 Lực nâng thân (N) 0.25 0.17 -0.04 0.41 -0.39 0.15 0.11 0.38 -0.36 0.04 Từ lực cản cho bảng trên, kết hợp với công thức , ta tính hệ số lực cản khơng khí mơ hình tơ bay tốc độ giá trị: (3.2) Giá trị lực cản cịn lớn có thành phần trụ gắn bánh làm tăng giá trị lực cản (thể contour màu đỏ đậm mặt trước thành phần trụ cịn đỏ nhiều), nhiên, nằm khoảng chấp nhận 59 Một số hình ảnh thể nhìn trực quan tác động lực cản khơng khí tới mơ hình tơ bay (trường hợp vận tốc m/s) Hình 3.64 Áp suất thân tơ mặt đất Hình cho thấy áp suất thân chủ yếu tập trung phần diện tiếp xúc trực tiếp với khơng khí đi, điều nguyên nhân dẫn đến lực cản, phần lực cản lớn bề mặt trụ gắn bánh có áp suất gió tác động vào lớn Hình 3.65 Contour vận tốc mặt phẳng qua thân 60 Các contour vận tốc mặt phẳng cắt qua thân thể rõ phần vận tốc thấp sau thành phần, vận tốc nhiễu loạn nguyên nhân dẫn đến lực cản lớn Hình 3.66 Streamline mặt phẳng qua thân Các hình ảnh streamline vận tốc mặt phẳng cắt qua thân thể rõ thành phần vận tốc nhiễu loạn sau thành phần: thân, trụ gắn bánh, bánh, ảnh hưởng mặt đường, … Hình 3.67 Wake votex (xốy) mơ hình tơ bay đường 61 3.5 Kiểm nghiệm lực nâng mơ hình chế độ bay treo Để kiểm tra lực đẩy bốn cánh quạt có đủ lực nâng để giúp mơ hình bay, ta kiểm tra, so sánh lực đẩy tổng với tải trọng yêu cầu kg (40N) xem có thỏa mãn lớn khơng Ngoài cần phải thỏa mãn hệ số an toàn 2, tức mức ga 50% cánh quạt cần đủ lực đẩy lớn tải trọng yêu cầu 3.5.1 Mơ hình mơ Mơ hình dùng mơ kiểm chứng lẩy đẩy bay treo mô hình đưa hình bên dưới, với thông số chiều dài, chiều rộng, chiều cao thể hình Hình 3.68 Mơ hình tơ bay dùng mô kiểm tra sơ bay treo • Miền khí quay mơ kiểm tra sơ bay treo Miền khối khí quay cánh quạt đặt kích thước 1,1 lần đường kính cánh quạt theo khảo sát mục trên, với độ dày miền khí quay 0,15D Lựa chọn 0,15D có thành phần khung gắn cánh hình vẽ, độ dày miền khí quay lớn va phải thành phần khung này, khơng đảm bảo điều kiện miền quay cánh Hình 3.69 Miền khối khí quay mơ bay treo • Miền khí tĩnh 62 Hình 3.70 Miền khí tính tốn tĩnh mô kiểm tra sơ bay treo Miền khí tĩnh dùng tốn mơ kiểm tra sơ lực đẩy tổng cánh quạt bay treo thiết kế khối lập phương với kích thước gấp lần chiều dài lớn mơ hình tơ bay (9L) Với mơ hình tơ bay đặt khối hộp Kích thước lựa chọn cho khoảng cách từ mơ hình đến mặt bao khối hộp khí tĩnh thỏa mãn lớn lần chiều dài lớn mơ hình Để đảm bảo mơ hình khơng cịn bị ảnh hưởng điều kiện mặt bao Kích thước tham khảo theo Hairuniza Ahmed Kutty Parvathy Rajendran[5] để đảm bảo tốn mơ kiểm tra sơ mơ hình bay treo có tính đắn 3.5.2 Lưới tính tốn Để tính tốn mơ phần mềm Ansys, ta phải rời rạc hóa miền khơng gian tính tốn thành phần tử để tính tốn Sau phần mềm sử dụng phương pháp số để tính tốn phân tích kết Đối với việc khảo sát tồn mơ hình tơ bay tương đối phức tạp, việc chia lưới có cấu trúc điều khó Đặt yêu cầu tách mơ hình thành nhiều phần để chia, điều làm giảm tính liên tục vùng ghép nối Để đảm bảo tính liên tục cao, lưới không cấu trúc chia Ansys Mesh chọn 63 Hình 3.71 Lưới tính tốn mô kiểm tra sơ bay treo Kết tính tốn đáng quan tâm liên quan đến lực nâng cánh, ảnh hưởng trực tiếp từ lưới mặt cánh lưới vùng khí quay Ta chia lưới mịn face sizing mặt cánh với kích thước phần tử mm Ngoài để đảm bảo độ y+ nhỏ cánh, ta chia lớp inflation sát mặt cánh thể hình Hình 3.72 Lưới miền khí quay Hình 3.73 Các lớp lưới infalation sát mặt cánh Các thông số lưới thể bảng đây: 64 Bảng 3.17 Thông số lưới mô kiểm tra sơ bay treo Thông số lưới Loại lưới Số node Số phần tử Chỉ số Skewness Chỉ số Othorgonal Y+ trung bình cánh Tetrahedrons 500658 1847043 0.30 0.67 0.459 Với số chất lượng lưới Skewness Orthogonal trung bình nằm mức lưới khá-tốt theo thang đo độ thô tương đối lưới ANSYS Do sử dụng mơ hình rối k-omega nên cần điều kiện Y+ sát thành nhỏ để bắt giá trị lực nâng mặt cánh cách xác 3.5.3 Thiết lập tốn  Các điều kiện thiết lập tốn tốn mơ kiểm tra sơ lực đẩy mơ hình bay treo sau: • Loại: Pressure – Base tốn dịng chảy tốc độ âm • Độ lớn vận tốc: Absolute (Tuyệt đối) • Trạng thái ổn định: Steady • Trọng trường:  Mơ hình • Ta chọn mơ hình nhiễu loạn (Viscous model) toán k-omega SST để đảm bảo bắt tượng, kết lực phân bố sát thành mặt cánh cách xác Tuy nhiên, phải đòi hỏi giá trị Y+ khắt khe phải nhỏ Với số y+ lưới đảm bảo thỏa mãn điều kiện  Vật liệu: Materials khơng khí với: • Khối lượng riêng ; • Độ nhớt:  Thiết lập khối quay • Thiết lập tọa độ tâm quay: Nhập tọa độ tâm quay x, y, z khối khí quay rotor bao quanh cánh quạt • Thiết lập trục quay: Trục quay khối quay quanh trục vng góc với mặt phẳng quay cánh • Thiết lập tốc độ vịng quay: Ta thiết lập tốc độ vòng quay cánh quạt tốc độ quay cánh NSX: 4200, 5200, 5700, 6200, 6500 (rpm)  Thiết lập điều kiện biên (Boundary conditions) 65 Hình 3.74 Điều kiện biên tốn mơ kiểm tra sơ bay treo • Pressure Inlet: Xác định mặt khí hút vào với độ lớn áp suất mặt áp suất khí atm (Gause Pressure = Pa) • Pressure Outlet: Áp suất mặt khí áp suất khí quyển: Gause Pressure = Pa (1atm) • Contact Interface: Các bề mặt bề mặt tiếp xúc, contact, tương tác miền khí quay miền khí tĩnh, để đảm bảo dịng khí tĩnh dịng khí quay tương tác với • Wall: Bao gồm thành phần: Cánh quạt, thân ô tô bay với điều kiện tường: o Stationary Wall: Tường tĩnh o No slip: Không trượt  Phương pháp giải: Scheme: Couple chọn cho toán cánh quay  Standart Initializaton 3.5.4 Kết mô kiểm tra sơ lực đẩy bay treo Sau mô ta kết lực đẩy tổng cánh quạt tạo với trường hợp bay treo sau: Bảng 3.18 Lực nâng mô tổng mô hình bay treo Mức ga động Tốc độ quay cánh quạt (rpm) 50% 65% 75% 85% 100% 4200 5200 5700 6200 6500 Cánh 7.612 11.751 14.182 16.754 18.45 Lực nâng mô (N) Cánh Cánh Cánh 7.65 7.665 7.601 11.783 11.806 11.724 14.189 14.223 14.113 16.771 16.857 16.728 18.52 18.55 18.4 66 Tổng 30.527 47.064 56.707 67.11 73.918 Nhận xét, đánh giá kết quả: • Với lực nâng yêu cầu T yc = (kg), hệ số an toàn Tức động cánh quạt mức ga 50% cần đạt đến lực nâng tổng 40 (N) • Do sai khác cánh quạt thiết kết so với nhà sản suất giải thích mục mơ kiểm tra lực đẩy cánh bên trên, nên dẫn đến rằng: Tại 50% mức ga động cơ, chưa đáp ứng đủ lực đẩy u cầu để mơ hình bay Tuy nhiên, với mức ga 65% đáp ứng lực đẩy u cầu, mơ hình bay Khi đó, ta phải hiệu chỉnh hệ số an tồn phải nhỏ • Đánh giá kết lực đẩy này: Có thể đáp ứng cho mơ hình bay được, hoạt động chế độ bay treo, nhiên chưa đáp ứng tiêu chí hệ số an toàn 2, tức mức ga 50% động chưa đủ để mơ hình tơ bay bay treo Các kết hình ảnh thể trực quan chuyển động dịng khí mơ hình chế độ bay treo đưa đây: • Đường dịng khí Hình 3.75 Đường dịng bay treo Hình ảnh đường dịng khơng khí qua mơ hình bay treo thể rõ dịng khí hút từ mặt bên inlet thổi phía mặt dưới, tượng dịng hoan tồn hợp lý với thực tế để tạo lực nâng cánh quay • Phân bố vận tốc dịng khí 67 Hình 3.76 Phân bố vận tốc dịng khí mặt phẳng cắt qua cánh trước mơ hình Phân bố vận tốc dịng khí mặt phẳng qua cánh cho thấy dòng khí có vận tốc cao bên mặt cánh tác nhân giúp cho mơ hình tạo lực nâng Hình 3.77 Vector vận tốc mặt phẳng qua cánh quạt trường hợp 6500rpm Ta thấy rõ hình bên độ lớn vector vận tốc qua cánh tập trung độ lớn khu vực đầu tip cánh quạt 68 Hình 3.78 Vector vận tốc mặt phẳng qua hai cánh trước tốc độ 6500rpm Với hình ảnh vector vận tốc mặt phẳng qua hai cánh đằng trước mơ hình cho ta thấy vector xoáy chủ yếu tập trung khu vực gầm mơ hình tơ khu vực đầu tip cánh quạt, vector xốy tác nhân dẫn đến giảm hiệu suất khí động bay treo mơ hình • Phân bố áp suất Hình 3.79 Áp suất tác động lên thân mơ hình bay treo Áp suất thân bay treo cho thấy rằng: áp suất tập trung chủ yếu vùng thân bên cánh quạt, điều hoàn toàn hợp lý với thực tế 69 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận Đề tài nghiên cứu thiết kế sơ mơ hình ô tô bay xu hướng tương lai Và đề tài cấp thiết tương lai gần, ứng dụng cho giao thông giới lên tầm cao giúp vấn đề di chuyển người cách dễ dàng thuận tiện nhiều Việc nghiên cứu thiết kế sơ mơ hình ô tô bay đề tài giúp chúng em mở mang kiến thức, tiếp thu tri thức trực tiếp liên quan đến vấn đề sau: - Tìm hiểu phương tiện ô tô bay, phương tiện tương lai; - Tiếp thu, tiếp cận quy trình thiết kế sơ bộ, tính tốn thiết kế cấu hình khí động phương tiện; - Sử dụng phần mềm ANSYS FLUENT để mô kiểm tra sơ đặc tính khí động mơ hình thiết kế Các tốn mơ kiểm tra học hỏi bao gồm:  Bài tốn dịng chảy qua cánh quay/nhiều cánh quay chế độ bay treo;  Bài tốn dịng chảy qua tơ chế độ mặt đất;  Bài toán kiểm bền cánh quay FSI chiều - Biết các tham số mô ảnh hưởng đến kết mô kiểm tra sơ toán cánh quay; - Biết đặc tính phân bố dịng chảy khí động mơ hình cánh quay, cấu hình tơ 4.2 Hướng phát triển • Tiếp tục triển khai bước quy trình thiết kế: - Thiết kế chi tiết: đưa phương án thiết kế chi tiết phận, lắp ráp phận, thành phần, đưa vẽ chi tiết, lên phương án chế tạo chi tiết; - Kiểm tra chi tiết thiết kế: Khảo sát đặc tính khí động, kiểm bền kết cấu chi tiết, thành phần khung, đảm bảo độ an tồn, chịu tải mơ hình; - Xây dựng mơ hình thử nghiệm: Lắp ráp, chế tạo, xây dựng mơ hình, thực nghiệm đo lực nâng; cho mơ hình đi, bay thử nghiệm … • Nghiên cứu đặc tính khí động khác đến hiệu suất khí động mơ hình tơ bay: - Thêm thành phần tối ưu khí động học cho phần tơ như: spoiler, votex genarator, cản gầm ô tô … - Nghiên cứu ảnh hưởng mặt đất tác động đến hiệu suất bay cánh quạt đến hiệu suất dịng khí khung gầm tơ; 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://rc-advice.com/average-rc-car-speed-with-2-6-examples/ [2] https://www.remoteflyer.com/how-fast-can-a-drone-fly-with-examples/ [3] I Penkov and D Aleksandrov, “Analysis and study of the influence of the geometrical parameters of mini unmanned quad-rotor helicopters to optimise energy saving,” International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, pp 4737-14, 2017 [4] Derya Kaya, Ali Türker Kutay, Ozan Tekinalp, “Experimental Investigation of Optimal Gap Distance between Rotors of a Quadrotor UAV,” AIAA AVIATION Forum, p [5] Hairuniza Ahmed Kutty Parvathy Rajendran, “3D CFD Simulation and Experimental Validation of Small APC Slow Flyer Propeller Blade,” Universiti Sains Malaysia, 25 February 2017 [6] Wikipedia.org – Flying car [7] N T Mịch, Giáo trình máy bay trực thăng, NXB Đại học Bách khoa Hà Nội, 2010 [8] ANSYS Fluent Tutorial Guide 71

Ngày đăng: 06/04/2022, 13:15

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1 Dạn gô tô bay cất/hạ cánh cần đường băng - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 1.1 Dạn gô tô bay cất/hạ cánh cần đường băng (Trang 11)
Hình 1.9 Moller SkyCar M400 - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 1.9 Moller SkyCar M400 (Trang 15)
Hình 1.8 Terrafugia TF-X Flying Car - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 1.8 Terrafugia TF-X Flying Car (Trang 15)
Hình 2.11 Quy trình thiết kế - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 2.11 Quy trình thiết kế (Trang 17)
Với mơ hình quadcopter bao gồm 4 cặp động cơ cánh quạt, ta chọn động cơ cánh quạt của một cặp dựa theo lực đẩy: - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
i mơ hình quadcopter bao gồm 4 cặp động cơ cánh quạt, ta chọn động cơ cánh quạt của một cặp dựa theo lực đẩy: (Trang 31)
Dưới đây là bảng đưa ra các thông số của động cơ đã lựa chọn và các cánh quạt đi kèm khi hoạt động được cung cấp bởi nhà sản suất: - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
i đây là bảng đưa ra các thông số của động cơ đã lựa chọn và các cánh quạt đi kèm khi hoạt động được cung cấp bởi nhà sản suất: (Trang 32)
Hình 2.31 T-MOTOR 15*5CF Propeller - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 2.31 T-MOTOR 15*5CF Propeller (Trang 33)
Hình 2.36 Khoảng cách Gap giữa các cánh quạt - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 2.36 Khoảng cách Gap giữa các cánh quạt (Trang 36)
Vậy khoảng cách giữa hai động cơ ở hai bên của mơ hình vào khoảng: - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
y khoảng cách giữa hai động cơ ở hai bên của mơ hình vào khoảng: (Trang 37)
Hình 2.38 Sơ đồ tính tốn khoảng cách giữa hai tâm bánh xe dẫn động - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 2.38 Sơ đồ tính tốn khoảng cách giữa hai tâm bánh xe dẫn động (Trang 38)
Ta xây dựng mơ hình tính tốn trọng tâm xe: - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
a xây dựng mơ hình tính tốn trọng tâm xe: (Trang 39)
Hình 3.42 Phân bố vận tốc áp suất trên cánh với các trường hợp lưới - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.42 Phân bố vận tốc áp suất trên cánh với các trường hợp lưới (Trang 45)
Hình 3.46 Đường chảy dịng khí qua cánh - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.46 Đường chảy dịng khí qua cánh (Trang 49)
Hình 3.45 Vector vận tốc trên cánh - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.45 Vector vận tốc trên cánh (Trang 49)
Hình 3.47 Vector vận tốc qua cánh - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.47 Vector vận tốc qua cánh (Trang 50)
• Vật liệu đàn hồi đẳng hướng với các thông số thể hiện trên hình •Độ bền phá hủy: 3530 MPa  - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
t liệu đàn hồi đẳng hướng với các thông số thể hiện trên hình •Độ bền phá hủy: 3530 MPa (Trang 52)
Hình 3.51 Điều kiện biên kiểm bền một lá cánh - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.51 Điều kiện biên kiểm bền một lá cánh (Trang 52)
Hình 3.54 Gia tốc trọng trường - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.54 Gia tốc trọng trường (Trang 53)
Hình 3.53 Remote Displacement - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.53 Remote Displacement (Trang 53)
Hình 3.56 Đặt trọng lượng lá cánh - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.56 Đặt trọng lượng lá cánh (Trang 54)
Hình 3.58 Tổng biến dạng trên cánh - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.58 Tổng biến dạng trên cánh (Trang 55)
Để kiểm nghiệm lực cản khí động của mơ hình ơtơ bay, ta tiến hành mơ phỏng CFD với ảnh hưởng của các tốc độ, từ đó ta rút ra hệ số cản của mơ hình, xem hệ số đã thỏa mãn yêu cầu. - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
ki ểm nghiệm lực cản khí động của mơ hình ơtơ bay, ta tiến hành mơ phỏng CFD với ảnh hưởng của các tốc độ, từ đó ta rút ra hệ số cản của mơ hình, xem hệ số đã thỏa mãn yêu cầu (Trang 59)
Hình 3.64 Áp suất thân ô tô khi đi trên mặt đất - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.64 Áp suất thân ô tô khi đi trên mặt đất (Trang 60)
Một số hình ảnh dưới đây thể hiện cái nhìn trực quan tác động của lực cản khơng khí tới mơ hình ơ tơ bay (trường hợp vận tốc 6 m/s). - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
t số hình ảnh dưới đây thể hiện cái nhìn trực quan tác động của lực cản khơng khí tới mơ hình ơ tơ bay (trường hợp vận tốc 6 m/s) (Trang 60)
Hình 3.66 Streamline các mặt phẳng qua thân - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.66 Streamline các mặt phẳng qua thân (Trang 61)
Hình 3.70 Miền khí tính tốn tĩnh mơ phỏng kiểm tra sơ bộ bay treo - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.70 Miền khí tính tốn tĩnh mơ phỏng kiểm tra sơ bộ bay treo (Trang 63)
Bảng 3.18 Lực nâng mơ phỏng tổng mơ hình khi bay treo - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
a ̉ng 3.18 Lực nâng mơ phỏng tổng mơ hình khi bay treo (Trang 66)
Các kết quả hình ảnh thể hiện trực quan chuyển động của dịng khí khi mơ hình ở chế độ bay treo được đưa ra dưới đây: - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
c kết quả hình ảnh thể hiện trực quan chuyển động của dịng khí khi mơ hình ở chế độ bay treo được đưa ra dưới đây: (Trang 67)
Hình 3.77 Vector vận tốc mặt phẳng qua các cánh quạt trường hợp 6500rpm - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.77 Vector vận tốc mặt phẳng qua các cánh quạt trường hợp 6500rpm (Trang 68)
Hình 3.76 Phân bố vận tốc dịng khí mặt phẳng cắt qua 2 cánh trước mơ hình - 20211-DACN-DangVanBacNgoQuangAnh
Hình 3.76 Phân bố vận tốc dịng khí mặt phẳng cắt qua 2 cánh trước mơ hình (Trang 68)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w