Khảo sát hiệu quả của tấm phẳng điều khiển dòng chảy qua tiết diện cầu bằng phương pháp số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀN NGỌC TRUNG KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA TẤM PHẲNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẢY QUA TIẾT DIỆN CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 BỘ GIÁO GIỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀN NGỌC TRUNG KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA TẤM PHẲNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẢY QUA TIẾT DIỆN CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀN NGỌC TRUNG KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA TẤM PHẲNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẢY QUA TIẾT DIỆN CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Hướng dẫn khoa học: TS PHAN ĐỨC HUYNH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: HÀN NGỌC TRUNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 27/10/1986 Nơi sinh: Bắc Ninh Quê quán: Bắc Ninh Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 1096/1 - Kha Vạn Cân - Linh Chiểu - Quận Thủ Đức - TPHCM Điện thoại quan: Điện thoại: 0988.527.630 Fax: E-mail: trung.ductin@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Đại học quy Thời gian đào tạo từ 09/2004 đến 09/2009 Nơi học (trƣờng, thành phố): ĐHSP KỸ THUẬT TPHCM Ngành học: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 09/2010 ĐHSP Kỹ Thuật TP.HCM Học viên cao học i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2012 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Xây Dựng Cơ Học Ứng Dụng khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn thầy TS Phan Đức Huynh, dù bận rộn với công việc giảng dạy nhƣng thầy dành thời gian quan tâm, hƣớng dẫn, bảo tận tình cho suốt trình thực luận văn Tôi chân thành cám ơn thầy ThS Nguyễn Hoàng Sơn nhiệt tình giúp đỡ suốt trình nghiên cứu iii TÓM TẮT Dầm cầu dây văng dễ bị dao động gió, nhƣ xoáy rung xoắn Đặc biệt cầu dây văng đƣợc thiết kế ngày dài nhẹ mức độ ảnh hƣởng trở nên nghiêm trọng Tấm phẳng đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ thiết bị giảm xóc khí động học Việc lắp đặt phẳng lên dầm cầu dây văng, nhằm mục đính ngăn chặn kích thích xoáy rung xoắn Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng phƣơng pháp biên nhúng để khảo sát hiệu phẳng điều khiển dòng chảy qua tiết diện cầu Kết cho thấy phẳng có tác dụng ổn định khí động học tốt tới cầu dây văng iv ABSTRACT The study of the aerodynamic stability of long-span suspension bridge is very important in design state One of control methods is to change the flow over the bridge deck, so that the aerodynamic forces will be changed This study investigates the effectiveness of control surface attached to bridge deck by using the immersed boundary method The results show that the values of the aerodynamic forces are reduced after controlling the control surfaces v MỤC LỤC TRANG TỰA QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH CÁ NHÂN i LỜI CAM ĐOAN ii CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi KÝ HIỆU KHOA HỌC viii DANH SÁCH CÁC BẢNG ix DANH SÁCH CÁC HÌNH .x Chƣơng TỔNG QUAN .1 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG .1 1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 1.3 PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG IBM 1.4 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Chƣơng TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG .6 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG CHO BIÊN CỨNG .8 3.1 PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG LƢỢNG 3.2 PHƢƠNG PHÁP SỐ .9 3.2.1 Rời rạc không gian thời gian 3.2.2 Giải vật thể 10 3.2.3 Giải hệ phƣơng trình Navier-stokes 11 3.2.3.1 Sử lý phi tuyến độ nhớt 11 3.2.3.2 Hiệu chỉnh áp suất 12 3.2.3.3 Lƣới so le 13 vi 3.2.3.3.1 Đạo hàm xấp xỉ .14 3.2.3.3.2 Điều kiện biên .16 3.2.3.3.3 Phƣơng trình poisson 18 3.3 BIÊN CỨNG 19 Chƣơng CẤU TRÚC HÀM DIRAC DELTA 21 Chƣơng KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 26 5.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ LẬP TRÌNH .26 5.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ NHẬN XÉT 28 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 42 6.1 KẾT LUẬN 42 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .44 THE 2012 INTERNATIONAL CONFERENCE ON GREEN TECHNOLOGY AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT .45 NUMERICALLY STUDY EFFECTIVENESS OF CONTROL SURFACE ON AERODYNAMIC OF BRIDGE DECK BY USING IMMERSED BOUNDARY METHOD 46 INVESTIGATING THE FLOW OVER BRIDGE DECK CONTROLLED BY CONTROL SURFACES BY USING IMMERSED BOUNDAY METHOD .51 vii KÝ HIỆU KHOA HỌC  Xs, t    X s, t , Y s, t    X k , Yk  hàm vecto đƣợc cho tọa độ điểm biên Γ(nhƣ hàm độ dài cung s thời gian t) k=0,1,2,…,m-1  F  Fx s, t , Fy s, t  lực biên (boundary force density)  Us, t   U s, t ,V s, t   U k ,Vk  vận tốc điểm lƣới Lagrangian  f   f x x, t , f y x, t là lực vật thể đƣợc tích hợp vào phƣơng trình Navier-Stokes  x  x, y  tọa độ theo lƣới Eulerian  ux, t   ux, t , vx, t  vận tốc lƣu chất ( theo chiều x, y)  px, t  áp suất lƣu chất   khối lƣợng riêng lƣu chất   độ nhớt  u* vận tốc trung gian (trƣờng vận tốc)  ∇p gradient áp suất   2 2  x y toán tử Laplace     grap     ,   x y   (.) xem nhƣ ký hiệu đƣợc dùng : (  ) thay (với grap,div hàm đƣợc sử dụng toán tử laplace)  Lb chiều dài đƣờng cong khép kín Γ  𝛿 𝐱 − 𝐗 𝑠, 𝑡 = 𝛿 𝑥 − 𝑋 𝛿 y − Y hàm Dirac Delta viii div = ∇.= δ δ + δx δy DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 5.1: Các hệ số tính toán 27 Bảng 5.2: Kí hiệu hệ số biểu đồ 27 Bảng 5.3: Kết hệ số cản CD .37 Bảng 5.4: Kết hệ số nâng CL 38 Bảng 5.5: Kết hệ số moment CM 40 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Kích thƣớc tiết diện cầu Hình 1.2: Kích thƣớc vị trí phẳng lắp đặt lên tiết diện cầu Hình 1.3: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu phẳng Hình 1.4: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu có lắp đặt phẳng Hình 2.1: Biểu diễn lƣới chứa vật thể biên nhúng Hình 3.1: a) Biểu đồ lƣu chất – hệ thống biên nhúng b) Rời rạc Eulerian (chấm sáng) lƣới Lagrangian (chấm đen) 10 Hình 3.2: Lƣới so le .13 Hình 4.1: Rời rạc hàm Dirac delta 25 Hình 5.1: Kích thƣớc tính toán tiết diện cầu phẳng 26 Hình 5.2: Kích thƣớc tính toán tiết diện cầu lắp đặt phẳng với góc θ=300 26 Hình 5.3: Dòng chảy qua tiết diện cầu góc tới α 00 28 Hình 5.4: Dòng chảy qua tiết diện cầu thời gian t = 6.6s 31 Hình 5.5: Áp suất cho cầu phẳng với góc tới α = 00 .33 Hình 5.6: Áp suất cho cầu lắp đặt phẳng θ=300 với góc tới α = 00 33 Hình 5.7: Biểu đồ quan hệ hệ số cản góc tới α 37 Hình 5.8: Biểu đồ hệ số nâng góc tới α .39 Hình 5.9: Biểu đồ quan hệ hệ số moment góc tới α 40 x Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Dầm cầu dây văng dễ bị dao động gió, xoáy rung xoắn Đặc biệt cầu dây văng thiết kế ngày dài nhẹ mức độ ảnh hưởng trở nên nghiêm trọng Tấm phẳng sử dụng rộng rãi thiết bị giảm xóc khí động học Việc lắp đặt phẳng lên dầm cầu dây văng, nhằm mục đính ngăn chặn kích thích xoáy rung xoắn Đã có nhiều thí nghiệm thực hiện, số tồn chưa giải Mức độ hiệu phẳng, vị trí lắp đặt phẳng cho hiệu tốt nhất, hình ảnh giải thích cho hiệu Việc thử nghiệm thường tốn nhiều thời gian, tiền bạc lại cho kết chưa thực xác Thí nghiệm phụ thuộc nhiều vào điều kiện thí nghiệm, tác động không xác từ phía người Trước phát triển vượt bậc máy tính điện tử ngành tin học, việc ứng dụng phương pháp số hỗ trợ máy tính để giải toán học trở nên phổ biến cần thiết tính vượt trội (giải nhanh cho kết xác) Vì nhiều phương pháp tính số phát triển mạnh mẽ trở thành công cụ hữu hiệu thiếu giải toán khoa học – kỹ thuật (phương pháp sai phân hữu hạn, phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp phần tử biên, phương pháp không lưới, thể tích hữu hạn ) Trong lĩnh vực tính toán động lực học lưu chất (Computational Fluid Dynamics-CFD) hay tương tác lưu chất kết cấu (Fluid-Structure InteractionFSI) có tiến đáng kể phương pháp tính toán xác hiệu hình dạng phức tạp hay biên di chuyển Phương pháp biên nhúng (Immersed Boundary Methods - IBMs) gần đưa để áp dụng dạng hình học phức tạp hay biên di chuyển yêu cầu tính toán so với phương pháp khác mà đảm bảo xác Những ưu điểm IBMs tạo lưới dễ không cần chia lưới lại vật thể thay đổi hay biên di chuyển IBMs lần giới thiệu Peskin (1972) Ứng dụng IBMs tập trung chủ yếu vào dòng chảy với di chuyển biên mô dòng chảy xung quanh vật thể có dạng hình học phức tạp Trong nghiên cứu tác giả sử dụng phương pháp số phương pháp biên nhúng (IBM) để khảo sát hiệu phẳng, điều khiển dòng chảy qua tiết diện cầu Tính toán lập trình với hỗ trợ phần mềm matlab 1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC Ảnh hưởng phẳng đến ổn định khí động học cầu dây văng thí nghiệm nhà khoa học người Nhật: Shinichi MIYACHI, Masahiro YONEDA Katsuya EDAMOTO Mặt cắt ngang mô hình cầu sử dụng để thí nghiệm hầm gió thể hình 1.1 Hình 1.1: Kích thước tiết diện cầu Chiều rộng phẳng lắp đặt mặt bên mô hình b = 20 mm Thí nghiệm thực cách thay đổi góc θ hình 1.2 với góc θ = 300 góc θ = 450 Hình 1.2: Kích thước vị trí phẳng lắp đặt lên tiết diện cầu Thí nghiệm mô dùng luồng khói thổi liên tục với tốc độ gió u = m/s Kết thử nghiệm hai mô hình cầu phẳng hình 1.3 cầu có lắp đặt phẳng hình 1.4 với góc thổi α = + 30 Hình 1.3: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu phẳng Hình 1.4: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu có lắp đặt phẳng Sau tiến hành thí nghiệm với hai loại trên, ba nhà khoa học người nhật đưa số kết luận sau Tấm phẳng có hiệu cải thiện ổn định khí động lực chống lại kích thích xoáy cầu Tấm phẳng lắp đặt với góc θ = 300 có tác dụng tốt cho ổn định khí động học chống lại rung xoắn Hiệu phẳng chống rung xoắn đánh giá giá trị dCM/ dα thí nghiệm khí động lực Thí nghiệm chứng minh phẳng có hiệu tốt chống lại rung xoắn Mức độ ổn định khí động học đánh giá giá trị độ dốc hệ số moment dCM/ dα lớn ổn định khí động học cao 1.3 PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG IBM Việc tính toán cho toán thực tế có nhiều phương pháp sử dụng nói chung phương pháp phải sử dụng đến việc chia lưới Tuy nhiên, toán mà hình dạng vật thể phức tạp việc chia lưới theo cách thông thường tạo nên khó khăn chí phí lớn cho trình tính toán Theo cần phải tìm phương pháp mà việc chia lưới đơn giản để phân tích cách có hiệu cho việc tính toán, nhiều nước nhiều nhà khoa học giới nghiên cứu phương pháp mà việc chia lưới đơn giản cách chia lưới trực tiếp ô vuông lưới Cartesian Phương pháp có tên “Phương pháp nhúng biên ” (Immersed Boundary Method) Phương pháp Immersed Boundary (IB) lần sử dụng phát triển Peskin (1972) để nghiên cứu lưu lượng máu quanh van tim Đặc trưng phân biệt phương pháp toàn việc mô tiến hành trực tiếp lưới Cartesian, mà không phụ thuộc vào hình dạng vật thể Từ Peskin giới thiệu phương pháp này, nhiều phương thức tiếp cận phương pháp đưa nghiên cứu phát triển không ngừng Có nhiều phương thức khác sử phương pháp lưới Cartesian, mà phát triển ban đầu việc mô dòng chảy không nhớt lưới Cartesian nhúng vào vật thể có hình dạng phức tạp (Berger & Aftosmis 1998, Clarkeet 1986, Zeeuw & Powell 1991) Các phương pháp sau mở rộng để mô dòng chảy nhớt tỉnh (Udaykumar 1996, Ye 1999) Về sau ứng dụng phương pháp liên quan đến toán chất lỏng tương tác chất lỏng chất lỏng tương tác với khí phát triển Andersone(1998) Scardovelli & Zaleski (1999) Đối với phương pháp IB công trình nghiên cứu nước chưa lớn mạnh mang tính khởi đầu IBM pháp triển từ 1972 nên có nhiều công trình nghiên cứu báo chúng Trong nghiên cứu tác giả dựa trực tiếp vào báo khoa học quốc tế số tài liệu có IBM để tìm hiểu phát triển Sau nghiên cứu lý thuyết, tác giả sử dụng trợ giúp phần mềm Matlab để tính toán lập trình 1.4 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Các nội dung nghiên cứu luận văn: - Vận dụng phương pháp biên nhúng để tính toán, mô động học tương tác lưu chất tiết diện cầu Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab tính toán lập trình - Tính lực nâng, lực cản, moment, áp suất, mô dòng chảy qua tiết diện cầu - Xác định mức độ hiệu ổn định khí động học phẳng tiết diện cầu - Xác định vị trí lắp đặt phẳng cho hiệu ổn định khí động học tốt - Cuối cùng, tác giả đưa kết luận kết thực Nêu lên vấn đề giải được, vấn đề tồn đọng chưa giải đề xuất hướng phát triển đề tài Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG IMMERSED BOUNDARY METHOD (IBM) 2.1 PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG Phương pháp biên nhúng phương pháp tính toán động lực học chất lỏng Mô hình mô hệ thống cấu trúc đàn hồi (hoặc màng) tương tác với dòng chảy chất lỏng Xử lý biên đàn hồi thay đổi dòng chảy chất lỏng đồng thời chất lỏng di chuyển làm biên đàn hồi biến dạng cấu trúc dòng chảy chất lỏng, gây số vấn đề thách thức mô số Phương pháp biên nhúng thể hệ lưới Euler kết hợp với cấu trúc hệ lưới Largange Hình 2.1: Biểu diễn lưới chứa vật thể biên nhúng Phương pháp biên nhúng xây dựng toán phương pháp giải vấn đề động lực học lưu chất Trong phương pháp này, phương trình động lực học chất lỏng sử dụng, để mô tả không chất lỏng mà phần tử đàn hồi nhúng mà tương tác Các phương trình chất lỏng giải mạng lưới cố định Euler lực đàn hồi tính toán từ đại diện Larange vật thể đàn hồi nhúng Vật thể di chuyển tự thông qua hệ thống lưới Hai thành phần Euler/Largange liên kết hàm Dirac delta Chức hàm sử dụng để áp dụng lực đàn hồi chất lỏng nội suy vận tốc chất lỏng điểm đại diện vật thể đàn hồi Phương pháp IMB kết hợp công thức toán học chương trình số Việc xây dựng toán học sử dụng hỗn hợp biến Euler Largange, có liên quan phương trình tương tác Trong chức hàm Dirac Delta đóng vai trò bật Lợi lớn phương pháp so sánh với phương pháp số khác để mô vật thể nhúng cố định di chuyển, với hình dạng hình học, sử dụng mạng lưới Cartesian cố định (Euler lưới) Ưu điểm phương pháp IBM:  Sử dụng phương pháp chia lưới giống phương pháp sai phân hữu hạn chia lưới toàn miền Chia lưới toàn miền có lợi phương pháp khác chia lưới cho vật có cấu trúc phức tạp  Tạo lưới dễ không cần chia lưới lại vật thể thay đổi hay biên di chuyển Chƣơng PHƢƠNG PHÁP BIÊN NHÚNG CHO BIÊN CỨNG 3.1 PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG LƢỢNG Công thức toán kết hợp biến Euler biến Lagrange Biến Euler xác định hệ tọa độ Đềcác cố định Biến Lagrange xác định đường cong Đường cong di chuyển tự qua hệ tọa độ Đềcác cố định Các phương trình tương tác chương trình số phụ thuộc hàm xấp xỉ Dirac Delta Chúng ta xét mô hình chất lỏng không nén miền  hai chiều có chứa biên nhúng đường cong khép kín  (Hình 3.1a) Hình dạng biên nhúng cho tham số: Xs,t ,  s  Lb , X0, t   XLb , t  Trong Lb chiều dài đường cong  , Xs, t  hàm vector vị trí điểm nút đường cong  với chiều dài s thời gian t Biên nhúng cho lực đơn Lực kết hợp lại thành lực vật thể f hệ phương trình Navier-Stokes Khi hệ phương trình Navier-Stokes giải để xác định vận tốc dòng chảy miền lưu chất  Khi biên nhúng tương tác với dòng lưu chất, vận tốc phải phù hợp với điều kiện biên không trượt Phương trình động lượng hệ thống xác định sau: ρ ∂ u + ρ(u.∇)u +∇p = μΔu + f ∂ t (3.1) u  (3.2) Với x  x, y  X   X , Y  , ux, t   ux, t , vx, t  vận tốc lưu chất px, t  áp suất miền lưu chất Các hệ số   khối lượng riêng độ nhớt lưu chất Lực vật thể tác dụng lên miền lưu chất f x, t    f x x, t , f y x, t  hay f x, t    Fs, t  x  Xs, t ds (3.3)  S K L 0 [...]... tiên được giới thiệu bởi Peskin (1972) Ứng dụng của IBMs là tập trung chủ yếu vào dòng chảy với sự di chuyển của các biên và mô phỏng dòng chảy xung quanh những vật thể có dạng hình học phức tạp Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phương pháp số là phương pháp biên nhúng (IBM) để khảo sát hiệu quả của tấm phẳng, điều khiển dòng chảy qua tiết diện cầu Tính toán và lập trình với sự hỗ trợ của phần mềm... Kích thƣớc tính toán tiết diện cầu không có tấm phẳng 26 Hình 5.2: Kích thƣớc tính toán tiết diện cầu lắp đặt tấm phẳng với góc θ=300 26 Hình 5.3: Dòng chảy qua tiết diện cầu tại góc tới α là 00 28 Hình 5.4: Dòng chảy qua tiết diện cầu tại thời gian t = 6.6s 31 Hình 5.5: Áp suất cho cầu không có tấm phẳng với góc tới α = 00 .33 Hình 5.6: Áp suất cho cầu lắp đặt tấm phẳng θ=300 với góc tới... trí tấm phẳng lắp đặt lên tiết diện cầu Thí nghiệm mô phỏng dùng một luồng khói được thổi liên tục với tốc độ gió là u = 5 m/s Kết quả thử nghiệm trên hai mô hình cầu không có tấm phẳng hình 1.3 và cầu có lắp đặt tấm phẳng hình 1.4 với góc thổi là α = + 30 Hình 1.3: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu không có tấm phẳng Hình 1.4: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu có lắp đặt tấm phẳng. .. NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Các nội dung nghiên cứu chính trong luận văn: - Vận dụng phương pháp biên nhúng để tính toán, mô phỏng động học tương tác giữa lưu chất và tiết diện cầu Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab tính toán và lập trình - Tính lực nâng, lực cản, moment, áp suất, và mô phỏng dòng chảy qua tiết diện cầu - Xác định mức độ hiệu quả ổn định khí động học của tấm phẳng đối với tiết diện cầu - Xác... trọng Tấm phẳng đã được sử dụng rộng rãi như các thiết bị giảm xóc khí động học Việc lắp đặt tấm phẳng lên dầm chính của cầu dây văng, nhằm mục đính ngăn chặn sự kích thích xoáy và rung xoắn Đã có nhiều thí nghiệm được thực hiện, nhưng vẫn còn một số tồn tại chưa giải quyết được Mức độ hiệu quả của tấm phẳng, vị trí lắp đặt tấm phẳng cho hiệu quả tốt nhất, và những hình ảnh giải thích cho sự hiệu quả. .. một số kết luận chính như sau 3 1 Tấm phẳng có hiệu quả cải thiện sự ổn định khí động lực chống lại sự kích thích xoáy của cầu 2 Tấm phẳng được lắp đặt với góc θ = 300 có tác dụng tốt cho ổn định khí động học chống lại rung xoắn 3 Hiệu quả của tấm phẳng chống rung xoắn có thể được đánh giá bởi giá trị dCM/ dα trong các thí nghiệm khí động lực Thí nghiệm trên đã chứng minh được tấm phẳng có hiệu quả. .. Kết quả hệ số moment CM 40 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Kích thƣớc tiết diện cầu 2 Hình 1.2: Kích thƣớc và vị trí tấm phẳng lắp đặt lên tiết diện cầu 3 Hình 1.3: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu không có tấm phẳng 3 Hình 1.4: Ảnh chụp luồng khói thổi qua tiết diện cầu có lắp đặt tấm phẳng 3 Hình 2.1: Biểu diễn lƣới chứa vật thể biên nhúng 6 Hình 3.1: a) Biểu đồ... Ảnh hưởng của tấm phẳng đến sự ổn định khí động học của cầu dây văng được thí nghiệm bởi 3 nhà khoa học người Nhật: Shinichi MIYACHI, Masahiro YONEDA và Katsuya EDAMOTO Mặt cắt ngang của mô hình cầu sử dụng để thí nghiệm trong hầm gió được thể hiện trong hình 1.1 Hình 1.1: Kích thước tiết diện cầu Chiều rộng của tấm phẳng lắp đặt ở mặt bên của mô hình là b = 20 mm Thí nghiệm được thực hiện bằng cách... Lợi thế lớn của phương pháp này khi so sánh với các phương pháp số khác là để mô phỏng một vật thể nhúng cố định hoặc di chuyển, với bất kỳ hình dạng hình học, sử dụng một mạng lưới Cartesian cố định (Euler lưới) Ưu điểm của phương pháp IBM:  Sử dụng phương pháp chia lưới giống như phương pháp sai phân hữu hạn là chia lưới trên toàn miền Chia lưới trên toàn miền có lợi hơn các phương pháp khác là... phải tìm ra một phương pháp mà việc chia lưới là đơn giản hơn để phân tích một cách có hiệu quả cho việc tính toán, và hiện nay nhiều nước và nhiều nhà khoa học trên thế giới đang nghiên cứu một phương pháp mà việc chia lưới rất là đơn giản bằng cách chia lưới trực tiếp trên các ô vuông của lưới Cartesian Phương pháp đó có tên là Phương pháp nhúng biên ” (Immersed Boundary Method) Phương pháp Immersed ... THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀN NGỌC TRUNG KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA TẤM PHẲNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẢY QUA TIẾT DIỆN CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp Hồ Chí Minh,... THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀN NGỌC TRUNG KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA TẤM PHẲNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẢY QUA TIẾT DIỆN CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Hướng dẫn khoa học:... toán tiết diện cầu phẳng 26 Hình 5.2: Kích thƣớc tính toán tiết diện cầu lắp đặt phẳng với góc θ=300 26 Hình 5.3: Dòng chảy qua tiết diện cầu góc tới α 00 28 Hình 5.4: Dòng chảy qua tiết diện