DAI HOC DA NANG
TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT
THUYET MINH
DE TAI KHOA HQC VA CONG NGHE CAP CO SO (DO TRUONG DAI HQC SU PHAM KY THUAT QUAN LY)
Trang 2DAI HOC DA NANG
TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT
THUYET MINH DE TAI
KHOA HOC & CONG NGHE CAP CO SO NAM 2021 1 TEN DE TAI : ) Nghiên cứu đặc tính lưu biến của chất lưu phi Newton 2 MA SO T2021-06-03 3 LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU Tưựnhiên | Ky thuat |x Kinh té; ae XH-NV Nông Lâm Giáo dục Y Dược Môi trường ATLĐ Sở hữu trí tuệ Cơ Ứng bản dụng 4 LOẠI HÌNH NGHIÊN CỨU Triên Khai eo
5 THỜI GIAN THỰC HIỆN 12 thang
Từ tháng 12 năm 2021 dén thang 11 nam 2022
6 CO QUAN CHU TRI DE TAI
Tên cơ quan: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Điện thoại: 0236.3822571 E-mail: pctho@dut.udn.vn
Dia chi: 48 Cao Thang, Quan Hai Chau, TP Da Nang
Ho và tên thủ trưởng cơ quan chủ trì: PGS.TS Phan Cao Thọ 7 CHU NHIEM DE TAI Nang Họ và tên: Bùi Mai Cường Chức danh khoa học:
Địa chỉ cơ quan: 48 Cao Thắng, TP Đà Điện thoại cơ quan: 02363894883
Di động: 0919315444
E-mail: bmcuong @ute.udn.vn
Hoc vi: Thac si Nam sinh: 1993 Dia chi nha riéng: K33/6 Pasteur, Q Hai Chau, TP Da Nang Dién thoai nha riéng : Fax: 8 NHUNG THANH VIEN THAM GIA NGHIEN CUU DE TAI
TT Họ và tên Don vi cong tac va Nội dung nghiên cứu cụ thê Chữ ký lĩnh vực chuyên môn được giao
¡_ | Bùi Mai Cường Khoa Cơ khí, Trường | Toàn đề tài theo nội dung công i
Đại học Sư phạm Kỹ | việc mục 15.2 2
thuật, ĐH Đà Nẵng
2 | Hồ Trần Anh Ngọc | Khoa Cơ khí, Trường | Thành viên, phối hợp thực biện Đại học Sư phạm Kỹ | tính toán mô phỏng và phân
thuật, ĐH Đà Nẵng tích dữ liệu eg
3 Nguyễn Xuân Bảo | Khoa Cơ khí, Trường | Thành viên, phối hợp thực hiện
Đại học Sư phạm Kỹ | tính tốn mơ phỏng và phân OW
thuat, DH Da Nang tích dữ liệu
Trang 34 | Nguyễn Thành Sơn Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, ĐH Đà Nẵng
Thành viên, phôi hợp thực hiện
Trang 4
10 TONG QUAN TINH HINH NGHIEN CUU THUOC LINH VUC CUA DE TAI Ở TRONG
VA NGOAI NUOC
10.1 Ngoài nước (phan tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài trên thế giới, liệt kê danh
mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đên đê tài được trích dân khi đánh giá tổng quan)
Thông tin hành vi dòng chảy chất lưu phi Newton hiện tại còn hạn chế và chưa nhất quán mặc đù loại chất lưu này rất phổ biến trong tự nhiên và trong các hoạt động sản xuất công nghiệp Dựa trên mối quan hệ giữa ứng suất cắt và biến dạng, chất lưu này có thể chia thành các loại khác nhau: lưu biến dạng chảy lỏng (shear-thinning fluid), lưu biến chảy lỏng có tính xúc biến (thixotropic fluid), lưu biến dạng chảy dày (shear-thickening fluid), đẻo Bingham, hoặc lưu biến đàn hồi
(viscoplastic fluid) [1]
Khác với chất lưu Newton thông thường, độ nhớt của các chất lưu phi Newton thay đổi lớn trong quá trình chảy, dẫn đến sự hình thành những vùng có cấu trúc phức tạp trong trường dòng chảy Đối với lưu chất dẻo Bingham hoặc lưu chất lưu biến đàn hồi, nghiên cứu trước đã chỉ ra rắng các vùng rắn (biến dạng vô cùng nhỏ) có thé hình thành ở trường xa, trong dòng chảy ở trường gần hoặc bám vào bề mặt vật cản hoặc thành ống: hiện tượng này gây cản trở lưu thông dòng chảy, tiêu hao năng lượng và làm hư hỏng các vật thê chứa/dẫn lưu chất [2-4] Mô hình hai độ nhớt Herschel-Bulkley (HB) thường được sử dụng để tính toán và dự đoán đặc tính dòng chảy của chất lưu lưu biến [5] Tuy nhiên, mô hình này không liên tục tại điểm tới hạn và dẫn đến sai số khi dự đoán các vùng có câu trúc chảy phức tạp Phương pháp Papanastasiou có thể cải thiện được nhược điểm trên và được dùng phổ biến gần đây nhưng bị ảnh hưởng lớn bởi tham số chính quy hóa [6, 7]
Việc cải tiến và xác định tham số chính quy hóa cho mô hình Herschel-Bulkey-Papanastasiou đang thu hút được rất nhiều sự quan tâm nhằm dự đoán hành vi dòng chảy và tính toán lực thủy động tốt hơn Khảo sát dòng chảy kỹ thuật với chất lưu lưu biến cũng đang được thực hiện ngày càng nhiều bằng các cách tiếp cận khác nhau như phương pháp lý thuyết, tính toán số hoặc thực nghiệm [8-10]
[1] Chhabra, Rajendra P "Non-Newtonian fluids: an introduction." Rheology of complex fluids Springer, New York, NY, 2010 3-34
[2] Mossaz, Stéphane, Pascal Jay, and Albert Magnin "Two-dimensional unsteady inertial
flows of a yield stress fluid around a cylinder." Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 295 (2021): 104623
[3] Mossaz, Stéphane, Pascal Jay, and Albert Magnin "Experimental study of stationary inertial flows of a yield-stress fluid around a cylinder." Journal of Non-Newtonian Fluid
Mechanics 189 (2012): 40-52
[4] Bui, Cuong Mai, et al "Flow Characteristics of Sediment Suspension in a Two- Dimensional Channel with the Presence of an Elbow." 2020 Applying New Technology in Green Buildings (ATiGB) YEEE, 2021
[5] Herschel, W H., and Ronald Bulkley "Measurement of consistency as applied to rubber- benzene solutions." Am Soc Test Proc Vol 26 No 2 1926
[6] Papanastasiou, Tasos C "Flows of materials with yield." Journal of Rheology 31.5 (1987):
385-404
[7] Cuong Bui, and Thinh Ho "Effects of the regularization parameter on the flow characteristics of a-viscoplastic fluid." AJP Conference Proceedings Vol 2420 No 1 AIP Publishing LLC, 2021
[8] Poole, R J., and R P Chhabra "Development length requirements for fully developed laminar pipe flow of yield stress fluids." Journal of Fluids Engineering 132.3 (2010)
[9] Han, Fenghui, et al "Three-dimensional numerical investigation of laminar flow in blind-
tee pipes." Ocean Engineering 217 (2020): 107962
[10] Ouattara, Ziemihori, et al "Drag of a cylinder moving near a wall in a yield stress fluid." AIChE Journal 64.11 (2018): 4118-4130
Trang 510.2 Trong nước (ohân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở Việt Nam, liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài được trích dẫn khi đánh giá tổng quan)
Đây là lĩnh vực nghiên cứu mới và hiện tại chưa có nhiều công trình khảo sát ở Việt Nam Một số nghiên cứu có thể tìm thấy kết luận rằng hiệu ứng phi Newton ảnh hưởng lớn đến hình thái và hành vi thủy động của dòng chảy huyền phù trầm tích [1]
[1] Nguyen Thi Hong Nhung, Pham Thanh Huyen, Nguyen Cong Vinh, Bui Mai Cuong “Numerical study of flow of a non-Newtonian fluid over a rotating cylinder.” TNU Journal of Science and Technology 226 (2021), 36-43
10.3 Danh mục các công trình đã công bô thuộc lĩnh vực của đề tài của chủ nhiệm và những thành
viên tham gia nghiên cứu (ho và tên tác giả; bài báo; ấn phẩm; các yếu tô về xuất bản)
[1] Cuong Bui, and Thinh Ho "Effects of the regularization parameter on the flow characteristics of a viscoplastic fluid." AJP Conference Proceedings Vol 2420 No 1 AIP
Publishing LLC, 2021
[2] Chuong Nguyen Hoang-Trong, Cuong Mai Bui, and Thinh Xuan Ho "Lid-driven cavity flow of sediment suspension." European Journal of Mechanics-B/Fluids 85 (2021): 312-321
[3] C M Bui, and T X Ho "Flow of a Thixotropic Bingham Fluid over a Cylinder in Stationary and Non-Stationary Regimes." Journal of Applied Fluid Mechanics 13.5 (2020)
[4] Cuong Mai Bui, Thinh Xuan Ho, and Loc Huu Khieu "Numerical study of a flow over and through offshore fish cages." Ocean Engineering 201 (2020): 107140
[5] Cuong Mai Bui, and Thinh Xuan Ho "Influence of thixotropic parameters on a non-
Newtonian fluid flow." AJP Advances 10.3 (2020): 035303
[6] Cuong Mai Bui, and Thinh Xuan Ho "Numerical study of an unsteady flow of thixotropic liquids past a cylinder." AJP Advances 9.11 (2019): 115002
11 TINH CAP THIET CUA DE TAI
Dong chay chat lưu phi Newton rất phổ biến trong tự nhiên (Ví dụ: dòng chảy bùn, sạt lở, huyền phù trầm tích, dung nham hoặc băng tan chảy), và trong nhiều hoạt động sản xuất công nghiệp (Ví dụ: tăng cường thu hồi dầu (EOR), sản xuất polymer và được phẩm, vận chuyển xi măng tươi, luyện kim) Tuy nhiên, những đặc tính phức tạp của chất lưu này vẫn chưa được khảo sát đầy đủ Hầu hết nghiên cứu hiện nay vẫn áp dụng định luật ma sat trong Newton dé phan tich hanh vi dong chảy và tính toán lực thủy động cho các dòng chảy kỹ thuật; điều này dẫn đến những sai lệch lớn với kết quả thực tế
Mục đích của nghiên cứu này là xây dựng mô hình và khảo sát các đặc tính dòng chảy chất lưu phi Newton bằng phương pháp mô phỏng số; các so sánh với chất lưu Newton trong cung điều kiện cũng được thực hiện Qua đó, nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin khoa học về loại chất lưu này và đưa ra những cải thiện trong việc phân tích và tính toán dòng chảy kỹ thuật quan trọng
12 MỤC TIỂU ĐÈ TÀI
- Mô hình hóa và phát triển chương trình mô phỏng đặc tính lưu biến phức tạp của chất lưu phi
Newton;
- Sử dụng mô hình để thực hiện mô phỏng, dự đoán hành vi dòng chảy 2D và/hoặc 3D của chất
lưu phi Newton
13 ĐÓI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13.1 Đối tượng nghiên cứu
Chất lưu phi Newton 13.2 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu đặc tính ứng suất tới hạn và/hoặc biến dạng chảy lỏng và ảnh hưởng của các tính chất
Trang 6này đến hành vi dòng chảy kỹ thuật
14 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
14.1 Cách tiếp cận
Tìm hiểu các nghiên cứu liên quan, đề xuất mô hình và thực hiện mô phỏng
14.2 Phương pháp nghiên cứu
Mô hình hóa và mô phỏng số
15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIỀN ĐỘ THUC HIỆN : 15.1 Nội dung nghiên cứu (/rình bày dưới dạng đề cương nghiên cứu chỉ tiết)
Chuong 1: TONG QUAN VE CHAT LUU PHI NEWTON
1.1 Định nghĩa chất lưu phi Newton 1.2 Ứng dụng của chất lưu phi Newton 1.3 Tổng quan các nghiên cứu liên quan
Chương 2: MƠ HÌNH HĨA CÁC ĐẶC TÍNH LƯU BIẾN 2.1 Phương trình dòng chảy
2.2 Mô hình hóa đặc tính lưu biến 2.3 Kiểm tra và xác nhận mô hình
Chương 3:KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHÁT LƯU PHI NEWTON 3.1 Mô phỏng dòng chảy chất lưu Newton
3.2 Mô phỏng dòng chảy chất lưu phi Newton 3.3 So sánh và phân tích
3.4 Khao sat anh hưởng của hiệu img phi Newton KET LUAN VA HUONG PHAT TRIEN
15.2 Tiến độ thực hiện
Các nội dung, công việc Sản phẩm Thời gian a VÀ PEt thực hiện (bắt đầu-kếtthúc) | Người thực hiện
¡- | Giới thiệu, tông quan Báo cáo 12/2021-01/2022 | Bùi Mai Cường 2 | Mô hình hóa đặc tính lưu biến Báo cáo 02/2022-3/2022 Bùi Mai Cường
3 _ | Thiết kế, phát triển chương trình | Chương trình | 4/2022-5/2022 Bùi Mai Cường
mô phỏng trên máy tính cho đặc | mô phỏng ~ : a Nguyên Xuân
tính lưu biên = ` Bảo
4 Thực hiện mô phỏng dòng chảy | Báo cáo 6/2022-7/2022 Bùi Mai Cường lưu chât phi Newton Hồ Trân Anh
Ngọc
Thực hiện xác minh và xác thực | Báo cáo 8/2022-9/2022 Bùi Mai Cường 5 | (verification and validation) cho Nguyên Thành
Trang 716 SAN PHAM
16.1 Sản phẩm khoa học
Bài báo đăng tạp chí nước ngoài
Bài báo đăng tạp chí trong nước oe Bài đăng kỷ yêu hội nghị, hội thảo quôc tê
Sản phâm khác (giáo trình, tài liệu tham khảo )
16.2 Sản phẩm đào tạo
Cao học 1 NCS
16.3:Sản phẩm ứng dụng
Mẫu Vật liệu Thiết bị máy móc Giống cây trồng Giống vật nuôi Qui trình công nghệ Tiêu chuẩn Qui phạm Sơ đồ, bản thiết kế Tài liệu dự báo Đê án Luận chứng kinh tê Phương pháp Chương trình máy tính Bản kiến nghị Dây chuyền công nghệ Báo cáo phân tích Bản quy hoạch 16:4 ao san DIAUflhierrn n0 7 71 76 7ã 5g
16.5 Tén san phâm, sô lượng và yêu câu khoa học đôi với sản phâm
Stt Tén san pham Số lượng Yêu cầu khoa học
1 Bài báo dang tạp chí nước ngoài 01 - Được chấp nhận đăng trên tạp chí thuộc danh mục SCIE (Q3) Tác giả liên hệ của bài báo là thành viên thực hiện đề tài và thể hiện đơn vị công tác thuộc trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật - Đại học Đà Nẵng
Chương trình mô phỏng máy tính 01 - Thé hiện đặc tính lưu biến của lưu chât phi Newton
17 HIỆU QUÁ (giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội)
Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng để dự đoán và phân tích kỹ thuật cho các dòng chảy phổ biến trong công nghiệp, qua đó tôi ưu hóa thiệt kê các hệ thông dân/chứa lưu chất
18 PHƯƠNG THỨC CHUYEN GIAO KET QUA NGHIEN CUU VA DIA CHi UNG DUNG
Ứng dụng kết quả của đề tài làm tài liệu tham khảo nghiên cứu, học tập cho sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Trang 819 KINH PHI THUC HIEN DE TAI VA NGUON KINH PHI
Tổng kinh phí: 50,000,000 (Năm mươi triệu đồng y)
Trong đó:
Ngân sách Quỹ KHCN: 50,000,000 Các nguồn kinh phí khác:
Dự trù kinh phí theo các mục chi (phù hợp với nội dung nghiên cứu): Đơn vị tính: 1000 đồng Stt Khoản chỉ, nội dung chỉ Tông Nguôn kinh phí Ghi chú kinh phí : : 3 Kinh | Các nguôn phí từ khác Quỹ KHCN
1 | Chỉ tiền công lao động trực tiếp 44,700 44,700
2 Chỉ mua vật tư, nguyên vật liệu 3 Chỉ sửa chữa, mua sắm tài sản có định
4 Chị hội thảo khoa học, công tác phí
5 Chi tra dich vụ thuê ngoài phục vụ nghiên cứu 6 Chỉ điêu tra, khảo sát thu thập số liệu
7 Văn phòng phẩm, thông tin liên lạc, in ấn 1,800 1,800
8 | Chỉ Hội đồng tự đánh giá
9 Quản lý chung nhiệm vụ KHCN 2,500 2,500 10 | Chỉ khác liên quan 1,000 1,000
Tong cộng 50,000 50,000
Ngày 06 tháng 12 năm 2021 Ngày 04 tháng 12 năm 2021
Trang 9BANG CHI TIET KINH PHI DU TRU THEO CAC MUC CHI Don vi tinh: 1000 déng
Dw toan kinh phi
STT Các khoản chi phi So Tone D0100 Cas
n Z u Qu nguon
Bay kinh phi br Ouy 5
công KHCN khác 1 Chỉ tiên công lao động trực tiệp 164 44,700 | 44/700
2 Chỉ mua vật tư, nguyên vật liệu 3 Chỉ sửa chữa, mua sắm tài sản cố định 4 Chị hội thảo khoa học, công tác phí
5 Chỉ trả dịch vụ thuê ngoài phục vụ nghiên cứu
6 Chỉ điều tra, khảo sát thu thập số liệu
a Văn phòng phẩm, thông tin liên lạc, in ấn 1,800 1,800 8 Chi Hội đồng tự đánh giá
9 Quản lý chung nhiệm vụ KHCN 2,500 2,500 10 Chỉ khác liên quan 1,000 1,000
Trang 10
BANG CHI TIET VE CONG THUC HIEN DE TAI CUA CAC THANH VIEN
STT Ho va tén Chire danh Hệ số | Ngày công | Thành tiền
1 Bùi Mai Cường Chủ nhiệm 0.2 129 38,442,000
2 | H6 Tran Anh Ngoc Thanh vién chinh | 0.12 10 1,788,000 3 | Nguyễn Xuân Bảo Thành viên chính | 0.12 15 2,682,000
“sẽ ae See Oe 10 1,788,000
Tổng cộng 164 44,700,000
Re A a Ket qua, Thời gian | Cá nhân thực hiện — vet Nor dune, cone vie san oni thuc hién Số ngày thực hiện
1 | Giới thiệu, tông quan Báo cáo 12/2021- Bùi Mai Cường - 17 01/2022 ngày
2 |Mô hình hóa đặc tính lưu | Báo cáo 02/2022- Bùi Mai Cường - 20
biến 3/2022 ngày
3 | Thiết kế, phát triển chương | Chương 4/2022- Bùi Mai Cường - 22
trình mô phỏng trên máy tính | trình mô 5/2022 ngày
cho đặc tính lưu biến phỏng Nguyễn Xuân Báo — 10
ngày
4 | Thực hiện mô phỏng dòng | Báo cáo 6/2022- Bùi Mai Cường - 20
chảy chất lưu phi Newton 7/2022 ngày
Hồ Trần Anh Ngọc — 10
ngày