ỨNG DỤNG PHẦN mềm máy TÍNH mô PHỎNG KHÍ ĐỘNG lực học ô tô

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÁY TÍNH MƠ PHỎNG KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ Mã số: T2021-06-14 Chủ nhiệm đề tài: ThS Đỗ Phú Ngưu Đà Nẵng, tháng 11 năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÁY TÍNH MƠ PHỎNG KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Mã số: T2021-06-14 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA TT Họ tên Đỗ Phú Ngưu Đơn vị công tác lĩnh Nội dung nghiên cứu cụ vực chuyên môn thể giao Trường Đại học Sư phạm Chủ nhiệm đề tài Kỹ thuật – Động nhiệt, lượng Phùng Minh Tùng Trường Đại học Sư phạm Thành viên Kỹ thuật – Kỹ thuật khí động lực, Syngas Tống Duy Quốc Sinh viên Lớp 18DL1 – Cơ Thành viên học chất lỏng i MỤC LỤC Danh sách thành viên tham gia i Mục lục ii Danh sách bảng, hình vẽ iv Danh sách chữ viết tắt .vii Thông tin kết nghiên cứu ix MỞ ĐẦU Tổng quan .3 1.1 Khí động học tơ .3 1.1.1 Khí động lực học thông số đặc trưng 1.1.2 Lực cản khơng khí 1.1.3 Cấu trúc vỏ xe hình thành vùng xoáy thấp áp 1.1.4 Nguồn gốc lực cản .11 1.1.5 Sự phát triển hình dạng thân xe .17 1.2 Tình trạng nghiên cứu khí động học tơ 21 1.2.1 Nghiên cứu lý thuyết 21 1.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm 23 1.3 Tổng quan mô CFD ứng dụng công nghiệp 24 1.3.1 Giới thiệu mô CFD 24 1.3.2 Mô CFD 25 1.3.3 Quy trình mơ CFD 26 1.3.4 Các ứng dụng thực tiễn mô CFD 28 Xây dựng mơ hình mơ khí động lực học Ơ tơ 30 2.1 Cơ sở lí thuyết khí động học 30 2.2 Mơ dịng chảy khơng khí 30 2.2.1 Các cơng cụ tốn học ký hiệu quy ước .30 2.2.2 Các phương trình mơ 31 2.2.3 Các thông số đặc trưng 32 2.2.4 Mơ dịng chảy rối 34 2.2.5 Phương pháp số để giải tốn khí động học 39 ii 2.3 Mơ khí động học vỏ xe ANSYS – FLUENT 40 2.3.1 Giới thiệu chung ANSYS – FLUENT 40 2.3.2 Mô dịng chảy khơng khí bao quanh vỏ xe FLUENT 41 Nghiên cứu khí động lực học mẫu xe Ơ tơ tesla Cybertruck phần mềm ANSYS - FLUENT 42 3.1 Phương pháp nghiên cứu 42 3.2 Giới thiệu mẫu ô tô Tesla Cybertruck số giả thuyết mơ khí động lực học tô 42 3.2.1 Giới thiệu mẫu ô tô Tesla Cybertruck 42 3.2.2 Các giả thuyết giới hạn nghiên cứu tốn mơ .47 3.3 Xây dựng mơ hình hình học, xác định vùng khơng gian mơ 48 3.3.1 Xây dựng mơ hình hình học xe Tesla Cybertruck 48 3.3.2 Xác định vùng khơng gian mơ miền tính tốn 49 3.4 Chia lưới đặt điều kiện ràng buộc tốn mơ 50 3.5 Đặt điều kiện tính tốn 52 Phân tích kết mơ .54 4.1 Vận tốc 54 4.2 Áp suất 56 iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 1.1 Một số nguyên nhân giải thích CFD sử dụng rộng rãi? 24 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật Tesla Cybertruck .42 Hình 1.1 Các lực tác dụng lên vật nằm dòng chảy Hình 1.2 Sự hình thành vùng xốy áp thấp phía sau vật cản Hình 1.3 Ảnh hưởng hình dạng vật cản tới hình thành vùng xốy .6 Hình 1.4 Q trình cải thiện hình dạng khí động học tơ nhằm giảm hệ số cản Hình 1.5 Hệ số cản khơng khí số loại tơ tải Hình 1.6 Hệ số cản khơng khí loại xe thơng dụng .8 Hình 1.7 Các vùng xốy vỏ ô tô Hình 1.8 Phân bố áp suất không thứ nguyên vỏ xe 10 Hình 1.9 Ảnh hưởng cấu trúc xe tới hệ số lực cản khí động 11 Hình 1.10 Dịng khơng khí xung quanh phần đầu ô tô 11 Hình 1.11 Sự phân bố áp lực phía trước ô tô .12 Hình 1.12 Sự phân bố lực cản phía trước tơ .12 Hình 1.13 Ảnh hưởng lực cản đến góc nghiêng mặt trước 13 Hình 1.14 Dịng chảy xung quanh kính chắn gió 13 Hình 1.15 Các nhân tố ảnh hưởng đến phân bố lực cản kính chắn gió 14 Hình 1.16 Sự phân bố áp suất lên kính chắn gió cột A 14 Hình 1.17 Dịng khơng khí qua tản nhiệt .15 Hình 1.18 Một số dạng ống dẫn khơng khí làm mát .16 Hình 1.19 Sự biểu diễn hàm đặc trưng 18 Hình 1.20 Tối ưu hố chi tiết tơ 18 Hình 1.21 Tối ưu hố chi tiết tơ 19 Hình 1.22 Sự phát triển hình dạng thân xe .20 iv Hình 1.23 Sự phát triển hình dạng tơ từ thân sở .20 Hình 1.24 Lịch sử phát triển mơ hình tính tốn khí động học 21 Hình 1.25 Sơ đồ nguyên lý làm việc ống khí động 24 Hình 1.27 Mơ hình mô CFD 26 Hình 1.28 Quy trình cho người sử dụng mơ CFD 27 Hình 1.29 Tóm lược quy trình kiểm tra kiểm nghiệm CFD 28 Hình 1.30 Ứng dụng thực tiễn mô CFD 28 Hình 2.1 Các thành phần ứng suất khối chất lỏng 32 Hình 3.1 Hình ảnh Tesla Cybertruck buổi mắt 42 Hình 3.2 Ngoại thất Tesla Cybertruck 43 Hình 3.3 Phần đầu Tesla Cybertruck 44 Hình 3.4 Phần thân Tesla Cybertruck .44 Hình 3.5 Phần đuôi Tesla Cybertruck .45 Hình 3.6 Phần thùng xe phía sau Tesla Cybertruck 45 Hình 3.7 Khoang lái Tesla Cybertruck 45 Hình 3.8 Khoang hành khách Tesla Cybertruck .46 Hình 3.9 Khoang hành lý cực khủng Tesla Cybertruck 46 Hình 3.10 Khả vận hành Tesla Cybertruck 47 Hình 3.11 Mơ hình hình học CAD 3D xe Tesla Cybertruck 48 Hình 3.12 Mơ hình hình học CAD 3D xe Tesla Cyber truck sau tối ưu 49 Hình 3.13 Xác định vùng không gian mô miền tính tốn .49 Hình 3.14 Xác định vùng khơng gian mơ miền tính tốn .49 Hình 3.15 Mơ hình vỏ xe Tesla Cybertruck sau chia lưới với dạng lưới 50 Hình 3.16 Chia lưới vùng biên khơng gian mơ .51 Hình 3.17 Chia lưới phần tử nằm vùng không gian mơ .51 Hình 3.18 Thiết lập mơ hình mơ “SST k-ω”trên phần mềm 52 Hình 3.19 Đường dịng thể vận tốc tồn khơng gian mơ .57 v Hình 3.20 Đường dịng thể áp suất tồn khơng gian mơ .53 Hình 4.1 Vectơ vận tốc bề mặt vỏ xe .54 Hình 4.2 Đường dịng vận tốc bề mặt vỏ xe 54 Hình 4.3 Phân bố vận tốc mặt phẳng đối ứng dọc xe 54 Hình 4.4 Phân bố đường dịng vận tốc mặt phẳng đối ứng dọc xe .55 Hình 4.5 Phân bố vận tốc mặt cắt ngang qua điểm vỏ xe 55 Hình 4.6 Phân bố đường dịng vận tốc mặt cắt ngang qua điểm vỏ xe 55 Hình 4.7 Vectơ áp suất bề mặt vỏ xe .56 Hình 4.8 Đường dịng áp suất bề mặt vỏ xe 56 Hình 4.9 Phân bố áp suất bề mặt vỏ xe 56 Hình 4.10 Phân bố áp suất mặt phẳng đối ứng dọc xe 57 Hình 4.11 Đường dòng phân bố áp suất mặt phẳng đối ứng dọc xe .57 Hình 4.12 Phân bố áp suất mặt cắt ngang qua điểm vỏ xe 57 Hình 4.13 Đường dịng phân bố áp suất mặt cắt ngang qua điểm vỏ xe 57 vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: Ký hiệu Tên gọi Đơn vị Fx Lực khí động theo phương dọc N Fz Lực khí động theo phương ngang N Fy Lực khí động theo phương thẳng đứng N Cx Hệ số cản khí động theo phương dọc - Cz Hệ số cản khí động theo phương ngang - A Diện tích cản diện ⍴ Khối lượng riêng khơng khí m2 kg/m3 U∞ Vận tốc dịng khí vơ Re Số Reynolds - M Số Mach - µ Hệ số độ nhớt động lực a Vận tốc truyền âm khơng khí m/s N.s/m2 m/s Fms Lực cản ma sát N Fca Lực cản chênh áp N p Áp suất Pa Cp Hệ số áp suất khơng thứ ngun - L Thơng số hình học đặc trưng m ν Độ nhớt động học khơng khí 𝑡 𝜏𝑖𝑗 Ten-sơ ứng suất dòng rối k Động dòng rối ԑ Hệ số tán xạ lượng dòng rối m2/s J/kg (m2/s2) vii ω Hệ số tán xạ lượng dòng rối - CHỮ VIẾT TẮT: Ký tự RANS Nguồn gốc Reynolds Average Chú giải Navier Stokes Phương trình Reynolds trung bình hóa DNS Direct Numerical Simulation Mô trực tiếp RSM Reynolds Stress Model Mơ hình ứng suất Reynolds Finite Elnghiên cứuent Method Phương pháp phần tử hữu hạn FNGHIÊN CỨU Phần mềm tính tốn động lực học chất CFD Computational Fluid Dynamic LES Large Eddy Simulation Mơ hình dịng rối lớn DES Detached Eddy Simulation Mơ hình dịng rối phân tách SST Shear Stress Transport Mơ hình vận tải ứng suất lỏng viii 606 Nghiên cứu mơ phịng khí động lực học xe điện Tesla Cybertruck Bài báo nhằm mục đích tìm hiểu đặc điểm khí động lực học xe điện Tesla Cybertruck thông qua việc mô Ansys-Fluent Mơ hình Tesla Cybertruck thiết kế lại phần mềm NX Siemen mô Ansys - Fluent hai trạng thái (1) khoang hành lý đóng (2) khoang hành lý mở Trong báo này, mơ hình xe Tesla Cybertruck trạng thái (1) khoang hành lý đóng gọi xe 1, cịn mơ hình xe Tesla Cybertruck trạng thái (2) khoang hành lý mở gọi xe 2 Đối tượng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Tesla Cybertruck mơ hình lựa chọn để nghiên cứu báo Tesla Cybertruck bán tải chạy điện giới thức xuất vào ngày 21/11/2019 Mẫu xe điện thiết kế theo kiểu hình hộp Trần xe hợp hai mặt phẳng nghiêng, đỉnh giao gần vị trí tựa đầu ghế trước Đây kiểu dáng thu hút nhiều ý, đặc biệt liên quan đến khí động lực học 2.2 Phương pháp nghiên cứu Bài báo sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nội dung xây dựng mơ hình mẫu xe Tesla Cybertruck phần mềm NX Siemens Sau đưa vào mơ phỏng, tính tốn phân tích kết phần mềm Ansys - Fluent Cơ sở lý thuyết mơ hình tính tốn phương trình Reynolds (RANS) với phương trình bổ sung (mơ hình STT k - ω) với phương pháp giải phương pháp thể tích hữu hạn Mơ hình vận tải ứng suất (shear-stress transport), viết tắt SST k - ω Mơ hình SST k – ω mơ hình giải phương trình dựa khái niệm độ nhớt rối (turbulence viscosity) Trong đó, phương trình mơ tả động rối k (turbulence kinetic energy) phương trình cịn lại thể tốc độ tiêu tán rối ω (turbulence specific dissipation) Mơ hình cho có khả khắc phục nhược điểm mơ hình k – ω số đặc tính: Mơ hình thực chất kết hợp mơ hình dịng chảy rối k – ω tiêu chuẩn mơ hình k - ԑ ( gồm phương trình mơ tả động k phương trình hệ số tán xạ lượng dòng rối ε) nhờ việc trộn lẫn hàm tính với Hàm thiết kế nhận giá trị vùng biên, đó, mơ hình k – ω kích hoạt, nhận giá trị khoảng khơng gian miền tính tốn cách xa bề mặt, mơ hình k - ԑ sử dụng Do đó, mơ hình áp dụng cho nhiều đối tượng khác mà cho kết đáng tin cậy Mơ hình giải phương trình sau: ̃k − Yk + Sk ⍴ ∂t k + ⍴u̅j ∂j k = ∂i (Γk ∂i k) + G (1) ⍴ ∂t ω + ⍴u̅j ∂j ω = ∂i (Γω ∂i ω) + Gω − Yω + Dω + Sω (2) Trong 𝐺̃𝑘 đặc trưng cho hình thành động gradient vận tốc, 𝐺𝜔 đặc trưng cho hình thành dịng rối, 𝛤𝑘 𝛤𝜔 đăc trưng cho khuếch tán k ω, 𝑌𝑘 𝑌𝜔 đặc trưng cho tán xạ k ω dòng chảy, 𝐷𝜔 đặc trưng cho khuếch tán chéo, 𝑆𝑘 𝑆𝜔 thông số người sử dụng lựa chọn thư viện Ansys – Fluent Các thành phần phương trình (1) (2) xác định sau: µ𝑡 𝛤𝑘 = µ + 𝑘 𝛤𝜔 = µ + 𝜔 µ𝑡 (3) (4) Phùng Minh Tùng cộng 607 Trong 𝜎𝑘 𝜎𝜔 số Prandtl k ω, tính thơng q thơng số khác dịng chày Độ nhớt dịng rối mơ tả thơng qua k ω: µt = σk ω max[ 1∗ SF2 ] (5) α a1 ω Trong 𝛼 ∗ xác định mơ hình k - ω tiêu chuẩn, 𝑎1 = 0,31 Thông số G phương trình (1) (2) tính sau: Yk = ⍴β∗ kω (6) Yω = ⍴βω (7) Với β 𝛽 ∗ tính tốn tương tự mơ hình k - ω tiêu chuẩn Thành phần 𝐷𝜔 phương trình (2) phần tử liên kết hai mơ hình sở tạo nên SST k - ω mơ hình k - ԑ tiêu chuẩn mơ hình k - ω mơ tả sau: Dω = 2(1 − F1 )⍴σω,2 ∂j k ∂j ω (8) ω Trong đó, 𝐹1 gọi thơng số liên kết, cịn 𝜎𝜔,2 = 1,168 Các thơng số phương trình xác định theo tài liệu hướng dẫn sử dụng Ansys – Fluent Mơ khí động lực học xe điện Tesla Cybertruck Trong báo thiết kế lại hình dạng mẫu xe xe phần mềm NX Siemens, sau mơ khí động lực học dịng khí tác dụng lên vỏ xe phần mềm Ansys - Fluent Kết tính tốn thể sử ảnh hưởng việc đóng/mở khoang hành lý đến lực cản lực nâng xe Tesla Cybertruck vận tốc dịng khí 35 m/s, 45 m/s 55 m/s 4.1 Thiết kế hình dạng mẫu xe Tesla Cybertruck Mơ hình xe Tesla Cybertruck thiết kế lại tương tự thực tế phần mềm NX Siemens với kích thước chiều dài x chiều rộng x chiều cao là: 5885 mm x 2030 mm x 1905 mm Xe Xe Hình Mơ hình xe Tesla Cybertruck hai trạng thái đóng/mở khoang hành lý Để tối ưu hố q trình chia lưới tính tốn mơ phần mềm, mơ hình xe Tesla Cybertruck xử lý tinh giản chi tiết nhỏ bề mặt mà đảm bảo không làm ảnh hưởng kết mô Nghiên cứu mơ phịng khí động lực học xe điện Tesla Cybertruck 608 4.2 Xác định vùng không gian mô Vùng không gian mô xác định Hình hình hộp chữ nhật Các giá trị L, V, H chiều dài, chiều rộng chiều cao xe Tesla Cybertruck Biên cách phần cao vỏ xe khoảng cách 3H, biên phía trước cách phần đầu xe khoảng cách 2L, biên sau cách phần cuối xe khoảng cách 5L biên bên cách mép xe khoảng cách 3V Vì kích thước vùng khơng gian mơ là: 8L x 7V x 4H Hình Xác định vùng không gian mô Tương ứng với biên điều kiện biên Hình 2, Inlet vùng cho khơng khí thổi vào vng góc với mặt phẳng Inlet, biên Outlet vùng khơng khí chảy ra, biên bên xe biên mở Opening để giá trị tính tốn khơng bị ảnh hưởng vùng bên, mặt phẳng tiếp giáp với bánh xe thực tế mặt đường nên mô lựa chọn vùng tường với điều kiện không trơn trượt (Wall - No slip) 4.3 Chia lưới Sau xác định vùng không gian mô phỏng, nhóm ngiên cứu tiến hành chia lưới mẫu xe Tesla Cybertruck mô đun Fluent Meshing Lưới sử dụng lưới Polyhedral loại lưới chia lưới vùng nhỏ bánh xe nơi giao mặt phẳng (Hình 3a) Để kết mơ xác nhất, vùng tiếp xúc với bề mặt vỏ xe, lưới chia Prims (Hình 3b) (a) (b) Hình Chia lưới mơ hình xe Tesla Cybertruck Với phần tử nằm sát bề mặt vỏ xe, kích thước lưới tiêu chuẩn 30mm với hệ số phát triển lưới 1.2 Sở dĩ kích thước phần tử lưới sát bề mặt vỏ xe chọn khu vực lớp biên, thơng số dịng chảy thay đổi nhanh không gian nên cần mô tả cách chi tiết để đảm bảo độ xác kết tính tốn mơ Những phần tử nằm vùng biên không gian mô phỏng, kích thước lưới nhỏ 30mm lớn 150mm với hệ số phát triển lưới 1.2 Đối với phần tử nằm vùng không gian mơ phỏng, kích thước lưới lớn 150mm với hệ số phát triển lưới 1.2 Thông số lưới xe xe thể bảng Phùng Minh Tùng cộng Xe 609 Bảng Thông số chia lưới mơ hình xe Tesla Cybertruck Orthogonal Nodes Cells Faces Quality 14991468 2939255 18600467 0.9 15183993 2987438 18848470 0.92 Max Skewness 0.72 0.72 4.4 Thiết lập tốn mơ khí động động lực mơ hình xe Tesla Cybertruck Bài tốn mơ dịng khí bao quanh mơ hình xe Tesla Cybertruck với vận tốc 35 m/s, 45 m/s 55 m/s Thông số đầu vào gồm vận tốc dịng khí, khối lượng riêng khơng khí, áp suất khí quyển, nhiệt độ mơi trường độ nhớt động học Các thông số thiết lập có giá trị thể bảng Bảng Giá trị thông số đầu vào tốn Thơng số Đơn vị Giá trị kg/m3 1.225 Độ nhớt động học kg.m/s-1 1.7894 x 10-5 Áp suất khí Pa 101325 Nhiệt độ K 288.16 Khối lượng riêng khơng khí 4.5 Kết mơ Sau hồn tất q trình mơ khí động lực xe xe Kết tính tốn lực cản, lực nâng, hệ số lực cản, hệ số lực nâng thể bảng Bảng Kết tính tốn lực cản (Dd), lực nâng (Dl), hệ số lực cản (Cd) hệ số lực nâng (Cl) Dd Dl Cd Cl Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe Xe 35 m/s 1073.11 1160.12 495.57 495.30 0.3698 0.3998 0.0553 0.0553 45 m/s 1775.14 1998.29 788.28 753.72 0.3701 0.4166 0.0532 0.0509 55 m/s 2650.66 2993.07 1163.72 1013.35 0.3699 0.4177 0.0526 0.0458 Ngồi kết mơ cịn thể hình ảnh Hình thể trường áp suất tác dụng lên vỏ xe mơ hình xe Tesla Cybertruck vận tốc 55 m/s Vận tốc Xe Xe Hình Phân bố trường áp suất vận tốc 55 m/s 610 Nghiên cứu mơ phịng khí động lực học xe điện Tesla Cybertruck 4.6 Phân tích kết mô Từ Bảng thể kết tính tốn lực cản (Dd), lực nâng (Dl), hệ số lực cản (Cd) hệ số lực nâng (Cl) Nhóm nghiên cứu vẽ biểu đồ thể chênh lệch lực cản hệ số lực cản, lực nâng hệ số lực nâng để dễ dàng so sánh kết mô vận tốc 35 m/s, 45 m/s 55 m/s Hình Biểu đồ thể chênh lệch lực cản hệ số cản Biểu đồ Hình thể chênh lệch lực cản hệ số lực cản xe xe tốc độ 35 m/s, 45 m/s 55 m/s Lực cản tác dụng lên xe xe tăng lên vận tốc dịng khí tăng lên Hệ số lực cản có chiều hướng tăng vận tốc dịng khí tăng lên Khi vận tốc lực cản xe lớn xe Biểu đồ cho thấy hệ số lực cản xe lớn xe khoảng 8,1%, 12,6% 12,9% vận tốc 35m/s, 45m/s 55m/s Hình Biểu đồ thể chênh lệc lực nâng hệ số lực nâng Phùng Minh Tùng cộng 611 Biểu đồ Hình thể chênh lệch lực nâng hệ số lực nâng xe xe tốc độ 35 m/s, 45 m/s 55 m/s Lực nâng tác dụng lên xe xe tăng lên vận tốc dịng khí tăng lên Tuy nhiên hệ số lực nâng có chiều hướng giảm vận tốc dịng khí tăng lên Khi vận tốc lực nâng xe lớn xe Biểu đồ cho thấy hệ số lực nâng xe nhỏ xe khoảng 4,6% 14,8% vận tốc 45m/s 55m/s, cấp vận tốc thấp 35 m/s hệ số lực nâng gần khơng đổi Xe Xe Hình Phân bố trường áp suất phía trước vận tốc 55 m/s Nguyên nhân hàng đầu tạo lực cản chênh lệch áp suất, có vùng áp suất cao phía trước vùng áp suất thấp phía sau, lực lớn tác dụng lên bề mặt vỏ xe phía trước làm cho xe bị đẩy lùi phía sau Hình cho thấy phía trước xe xe xe 2, khơng khí bị đẩy dẫn đến vùng áp suất cao tạo lực cản Xe Xe Hình Phân bố trường áp suất phía sau mặt phẳng đối xứng dọc vận tốc 55 m/s Trên vỏ xe tồn vùng có áp suất dương, vùng áp suất âm xoáy thấp áp (Hình 8) Tại mặt phẳng đối xứng dọc khoang hành lý xe xuất thay đổi áp suất so với xe 1, chênh lệch áp suất làm cho lực cản hệ số cản xe lớn xe 1, nhiên lực nâng hệ số lực nâng xe lại nhỏ xe vận tốc 55 m/s Xe Xe Hình Phân bố trường vận tốc mặt phẳng đối xứng dọc vận tốc 55 m/s 612 Nghiên cứu mơ phịng khí động lực học xe điện Tesla Cybertruck Đúng dự đoán, vùng xoáy cực lớn tạo phía sau xe (Hình 9), điều bình thường xảy tơ Có thể thấy phân tách dịng chảy xảy phía trước sau dòng chảy tự gắn lại Tại mặt phẳng đối xứng dọc khoang hành lý xe xuất vùng xoáy lớn bao quát gần tồn khoang hành lý, kích thước lớn cùa vùng xoáy làm cho lực cản hệ số cản xe lớn xe vận tốc 55 m/s Xe Xe Hình 10 Phân bố vận tốc mặt cắt ngang qua điểm vỏ xe vận tốc 55 m/s Hình 10 rõ nơi hình thành xốy thấp áp xung quanh vỏ xe có ảnh hưởng lớn đến lực cản khí động lực học Các vùng xốy có kích thước lớn vùng tiếp giáp mặt đầu xe với thành bên vùng xốy phía xe với thành bên vỏ xe có kích thước lớn Tại khoang hành lý xe thấy hình thành vùng xốy thấp áp lớn, vùng xốy góp phần tạo lực đè xe xuống theo phương thẳng đứng làm cho lực nâng hệ số lực nâng xe nhỏ xe vận tốc 55 m/s Kết luận Bài báo sử dụng phần mềm chuyên dụng ANSYS - Fluent để nghiên cứu khí động học vỏ xe Tesla Cybertruck Trên sở mơ hình tính tốn lựa chọn “SST k - ”, nhóm nghiên cứu xây dựng mơ hình xe Tesla Cybertruck phần mềm NX Siemens, sau mơ khí động lực học Ansys – Fluent để tính tốn thơng số dịng chảy khơng khí bao quanh vỏ xe Kết mơ phỏng, tính tốn khí động lực học mơ hình vỏ xe Tesla Cybertruck hai trạng thái (1) khoang hành lý đóng (2) khoang hành lý mở cho thấy xe Tesla Cybertruck vận hành tốc độ cao hệ số lực cản có chiều hướng tăng, ngược lại hệ số lực nâng có chiều hướng giảm Vì Tesla Cybertruck xe bán tải nên điều hồn tồn bình thường, xe hoạt động tốt vận hành vận tốc thấp trung bình, khoảng vận tốc xe có khả bám đường tốt giúp xe vận hành địa hình phức tạp Khi vận tốc xe trạng thái (1) khoang hành lý đóng có hệ số lực cản nhỏ xe trạng thái (2) khoang hành lý đóng, hệ số lực nâng lớn không đáng kể Điều cho thấy xe trạng thái (1) khoang hành lý đóng vận hành tiêu tốn lượng xe trạng thái (2) khoang hành lý mở Vấn đề đáng lưu tâm xe điện Tesla Cybertruck, ảnh hưởng trực tiếp đến khả vận hành xe bán tải điện Tesla Cybertruck Vì trình sử dụng xe điện, nên đảm bảo hình dạng khí động học lực học nhà sản xuất đưa để tối đa khả vận hành xe Mẫu xe bán tải điện Tesla Cybertruck thiết kế theo kiểu hình hộp Trần xe hợp hai mặt phẳng nghiêng, đỉnh giao gần vị trí tựa đầu ghế trước Đây kiểu dáng thu hút nhiều ý, đặc biệt liên quan đến khí động lực học Mặc dù kết tính tốn mơ thể hình ảnh phân bố áp suất, vận tốc bao quanh Phùng Minh Tùng cộng 613 vỏ xe cho thấy nhiều khiếm khuyết vỏ xe cần cải thiện để giảm lực cản khí động lực học.Tuy nhiên với hệ số lực cản trung bình 0.37 trạng thái (1) khoang hành lý đóng cho thấy hình dạng khí động lực học xe Tesla Cybertruck tốt xe bán tải điện giới Lời cảm ơn: Cơng trình nhóm nghiên cứu Phùng Minh Tùng tài trợ Tập đồn Vingroup – Cơng ty CP hỗ trợ Chương trình học bổng Tiến sĩ nước Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện nghiên cứu liệu lớn, mã số VINIF.2021.TS.083 nghiên cứu tài trợ kinh phí trường Đại học Sư phạm kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng đề tài với mã số T2021-06-14 Tài liệu tham khảo [1] GS.TSKH Vũ Duy Quang (2006) Thủy khí động lực học ứng dụng Nhà xuất xây dựng [2] Tô Hồng Tùng (2016) “Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp Việt Nam” Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật khí động lực, Đại học Bách khoa Hà Nội [3] T.Cebeci, J.RShao, F Kafyeke, E Laurendeau (2005) Computational Fluid Dynamics for Engineers Springer [4] Laurent Dumas (2008) CFD - based Optimization for Automotive Aerodynamics Université Pierre et Marie Curie [5] Đoàn Văn Cảnh, Nguyễn Tiến Cường (2020) “Tính tốn đặc trưng khí động học mơ hình xe đơn giản tối ưu hố biên dạng” Tuyển tập Cơng trình Hội nghị khoa học Cơ học Thuỷ khí tồn quốc lần thứ 23, trang 82 - 91 [6] Nguyen Van Thang, Ha Tien Vinh, Bui Dinh Tri, Nguyen Duy Trong (2018) “Numerical simulation of airflow around vehicle models” Vietnam Journal of Science and Technology, 56(3), trang 370 - 379 CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH TRÊN PHẦN MỀM ANSYS FLUENT CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH TRÊN PHẦN MỀM ANSYS FLUENT ... mơ khí động lực học tơ • Nghiên cứu mơ khí động lực học mẫu xê ô tô Tesla Cybertruck phần mềm ANSYS – FLUENT • Phân tích kết mơ • Kết luận TỔNG QUAN Khí động học tơ 1.1 Khi ô tô chuyển động môi... Thủy khí động lực học có mối liên hệ chặt chẽ khoa học yêu cầu thực tế Ứng dụng rộng rãi lĩnh vực từ nghiên cứu khí động lực học máy bay, khí động lực học tơ, ổn định dòng chảy tàu thủy đến ứng dụng. .. mơ hình tơ Tesla Cybertruck phần mềm NX Singhiên cứuens để mơ khí động lực học phần mềm ANSYS – FLUENT Tính sáng tạo: Sử dụng phần mềm ANSYS FLUENT mô khí động lực học xe bán tải điện giới Tesla