Xuất hình ảnh mô phỏng phân bố áp suất dòng khí xung quanh mô hình.... Sau khi Finish chúng ta sẽ có được kết quả như sau:Bước 7: Tạo các mục tính toán lực tác dụng và hệ số cản, hệ số n
Trang 1KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
BÀI THỰC HÀNH SỐ 2
MÔN: KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Ứng dụng phần mềm mô phỏng đặc tính khí động lực học
ô tô (Ô tô nguyên bản và cải tiến)
Họ và Tên: Huỳnh Quốc Thắng MSSV: 21000201
GVHD: Ts Nguyễn Khôi Nguyên
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 11 năm 2024
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô không ngừng phát triển, khí động lực học
đã trở thành một yếu tố then chốt nhằm nâng cao hiệu suất nhiên liệu, tối ưu hóa hiệu suất động cơ, giảm thiểu tiếng ồn và tăng cường độ an toàn cho phương tiện Việc nghiên cứu khí động lực học giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các lực cản như không khí tác động lên xe khi di chuyển, từ đó hỗ trợ các kỹ sư tạo ra những thiết kế tối ưu nhằm giảm thiểu lực cản này
Bài nghiên cứu này sẽ tập trung phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khí động lực học của ô tô, bao gồm lực cản không khí và các giải pháp thiết kế khí động học
Từ đó, đưa ra những phương pháp tối ưu để giảm thiểu tác động của không khí lên mô hình mô phỏng và xa hơn là đối với các phương tiện thực tế
Trang 3Mục lục
1 Xây dựng mô hình nguyên mẫu và cải tiến 4
2 Xuất các file thể hiện kết quả mô phỏng trên ô tô 6
a Xuất hình ảnh mô phỏng phân bố áp suất dòng khí xung quanh mô hình 13
b Xuất hình ảnh mô phỏng vận tốc dòng khí xung quanh mô hình 14
c Xuất hình ảnh mô phỏng phân bố áp suất trên mô hình 15
d Xuất hình ảnh mô phỏng dòng khí xung quanh mô hình 16
e Xuất đồ thị phân bố áp suất xung quanh mô hình 17
f Tính lực cản và hệ số cản 17
g Tính lực nâng và hệ số nâng 18
h Xuất file “.gif ” mô phỏng dòng khí xung quanh mô hình 19
3 Kết luận sau khi cải tiến mô hình 20
Trang 4Chú thích hình chiếu
Mặt A: Right Plane
Mặt B: Front Plane
NỘI DUNG KIỂM TRA
Mặt C: Top Plane Mặt D: Trimetric
1 Xây dựng mô hình nguyên mẫu và cải tiến
Hai mô hình sử dụng phần mềm SolidWorks và module Flow Simulation để mô phỏng
Mô hình cải tiến Mô hình nguyên bản
Mặt
A
Mặt
B
Trang 5Mặt D
Ở mô hình cải tiến chúng ta sẽ vẽ thêm chi tiết sau:
Chi tiết: Đuôi gió phía sau
Trang 62 Xuất các file thể hiện kết quả mô phỏng trên ô tô
Tạo Project trong module Flow Simulation:
Bước 1: Chọn module Flow SimulationWizardĐặt tên project sau đó chọn Next
Bước 2: Trong Unit system Chọn hệ đơn vị phù hợp (Ở đây chọn hệ SI) ấn Next
Trang 7Bước 3: Ở Analysis type tích chọn External bỏ các tích ở mục như hình ấn Next
Bước 4: Mở rộng mục GasesPre-DefinedChọn Air và nhấn Addấn Next
Trang 8Bước 5: Ấn Next.
Bước 6: Tuỳ vào hệ trục toạ độ ta thay đổi thông số tốc độ gió phù hợp ở
Velocity in X/Y/Z direction Chọn Coordinate System Chọn trục toạ độ phù hợp Finish
Trang 9Sau khi Finish chúng ta sẽ có được kết quả như sau:
Bước 7: Tạo các mục tính toán lực tác dụng và hệ số cản, hệ số nâng
- Tạo tính toán lực tác dụng: Chuột phải Goals Chọn Insert Global Goals Tích chọn lực hướng vào xe và từ dưới lên (Ở đây là lực Force (Y) và Force (Z) Chọn đúng hệ trục toạ độ Tích hoàn thành
- Tạo tính toán hệ số cản và hệ số nâng: Chuột phải Goals Chọn Insert Equation Goal
Nhập công thức nội suy từ công thức sau với hệ số cản Cd là ẩn chưa biết
Trang 10�� = �
� � �� � ��
�
Tương tự thay Fd bằng Fl, Cd bằng Cl ta sẽ được biểu thức tính lực nâng
Kết quả ta được 4 mục như hình
Trang 11Bước 8: Tuỳ chỉnh độ chi tiết của lưới bao phủ mô hình Chọn Mesh Chuột phải Global Mesh Edit Definition Kéo thanh settings lên mức 7 (Mặc định là 3)
Tích hoàn thành
Bước 9: Trên thanh công cụ chọn Run Tích vào New Calculation chọn Run
Trang 12Tích vào mục như hình, kết quả trả về như hình.
Trang 13a Xuất hình ảnh mô phỏng phân bố áp suất dòng khí xung quanh mô hình
Mặt A: Right Plane Mặt B: Front Plane
Mặt C: Top Plane
Mô hình cải tiến Mô hình nguyên bản
Mặt
A
Mặt
B
Mặt
C
Trang 14b Xuất hình ảnh mô phỏng vận tốc dòng khí xung quanh mô hình
Mặt A: Right Plane Mặt B: Front Plane
Mặt C: Top Plane
Mô hình cải tiến Mô hình nguyên bản
Mặt A
Mặt B
Trang 15c Xuất hình ảnh mô phỏng phân bố áp suất trên mô hình
Mặt A: Right Plane Mặt B: Front Plane
Mặt C: Top Plane
Mô hình cải tiến Mô hình nguyên bản
Mặt A
Mặt B
Mặt C
Trang 16d Xuất hình ảnh mô phỏng dòng khí xung quanh mô hình
Mặt A: Right Plane Mặt B: Front Plane
Mặt C: Top Plane
Mô hình cải tiến Mô hình nguyên bản
Mặt A
Mặt B
Mặt C
Trang 17e Xuất đồ thị phân bố áp suất xung quanh mô hình
Mô hình cải tiến Mô hình nguyên bản
f Tính lực cản và hệ số cản
Để tính lực cản ta có công thức (trong trường hợp chạy trong môi trường không khí):
Trong đó:
Fd- Lực cản (N)
– khối lượng riêng của chất lỏng (không khí = 1.204 kg/m3)
Cd– Hệ số cản
A – Diện tích tiếp xúc (m2)
v – Vận tốc (m/s)
Từ đó, ta có thể suy ra:
Trang 18Từ các công thức trên ta vận dụng vào mô phỏng và được kết quả sau:
Kết quả tính toán lực cản và hệ số cản Cd mô hình nguyên bản
Kết quả tính toán lực cản và hệ số cản Cd mô hình cải tiến
g Tính lực nâng và hệ số nâng
Để tính lực nâng ta có công thức (trong trường hợp chạy trong môi trường không khí)
Trong đó:
Fl- Lực nâng (N)
– khối lượng riêng của chất lỏng (không khí = 1.204 kg/m3)
Cl– Hệ số nâng
A – Diện tích tiếp xúc (m2)
v – Vận tốc (m/s)
Trang 19Từ các công thức trên ta vận dụng vào mô phỏng và được kết quả sau:
Kết quả tính toán lực nâng và hệ số nâng Cl mô hình nguyên bản
Kết quả tính toán lực nâng và hệ số nâng Cl mô hình cải tiến
h Xuất file “.gif ” mô phỏng dòng khí xung quanh mô hình
Gif 1 Mô phỏng dòng khí xung quanh mô hình nguyên bản
Trang 20Gif 2 Mô phỏng dòng khí xung quanh mô hình cải tiến
Lưu ý: Tệp gif có thể không hoạt động trong Word, giảng viên để xem tốt được tệp gif
có thể mở trực tiếp ở trong thư mục chứ bản Word này
3 Kết luận sau khi cải tiến mô hình.
Như kết quả mọi người có thể quan sát ở bài nghiên cứu này, các hệ số tính toán được của mô hình mới là hệ số cản Cd=0.245, hệ số nâng Cl=0.04 So sánh với kết quả mô hình nguyên bản thì các hệ số đã giảm tương đối rõ rệt lần lượt là Cd giảm 14.1% Cl giảm 24.5% Qua kết quả trên chúng ta có thể đưa ra kết luận rằng, đối với sự thay đổi phù hợp với từng loại xe như lắp thêm cánh gió phía sau sẽ giúp tăng hiệu suất hoạt động của xe, giảm lực cản của không khí, tăng độ bám đường cho xe, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu giúp cho xe động cơ đốt trong trở nên thân thiện hơn với môi trường