Khảo sát ảnh hưởng khí động học khung vỏ ô tô tới lực cản và lực nâng ở vận tốc cao

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, đƣợc hƣớng dẫn tận tình TS Trần Thanh Tùng Các kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận văn trung thực, khách quan chƣa để bảo vệ học vị Các thơng tin trích dẫn luận án đƣợc rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Trần Thanh Tùng Nguyễn Thanh Hà LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới giáo viên hƣớng dẫn chính: Tiến sĩ Trần Thanh Tùng, th y tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng, tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình tơi thực luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn T i ế n s ĩ D n g N g ọ c K h n h suốt q trình tơi thực luận văn, thầy tận tình hƣớng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi cho thực kế hoạch học tập nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến thầy Bộ mơn Ơ tơ xe chun dụng, Viện Cơ khí động lực, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội với góp ý thiết thực suốt trình tơi thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quan công tác: Phịng Kỹ thuật - Cơng nghệ, Binh đồn 11/Bộ Quốc phòng tạo điều kiện, ủng hộ, giúp đỡ tơi mặt q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới bạn đồng nghiệp giúp đỡ thiết thực cho luận văn Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Thanh Hà MỘT SỐ KÝ HIỆU Ký hiệu Tên gọi Đơn vị (Thứ nguyên) FA FL Lực khí động theo phƣơng dọc N Lực nâng N Cd Hệ số cản khí động theo phƣơng dọc - Cl Hệ số nâng Diện tích cản diện Diện tích sàn xe A D m2 m2 Khối lƣợng riêng khơng khí U∞ Vận tốc dịng khí vơ Re M Số Reynolds Số Mach - Hệ số độ nhớt động lực Fms Lực cản ma sát Fca Lực cản chênh áp Áp suất p Cp L kg/m3 m/s N.s/m2 N N Pa Hệ số áp suất khơng thứ ngun Thơng số hình học đặc trƣng Độ nhớt động học khơng khí T Ten-sơ ứng suất dòng rối K Động dòng rối m m2/s J/kg (m2/s2) Hệ số tán xạ lƣợng dòng rối - Hệ số tán xạ lƣợng dòng rối - i Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 DANH MỤC CÁC BẢNG So sánh Cd, Cl xe Sedan Hatchback vận tốc 30 (m/s) Ảnh hưởng vận tốc đến hệ số Cd, Cl xe Sedan Bảng số liệu mô tả thay đổi hệ số Cd, Cl thay đổi góc vát DANH MỤC ĐỒ THỊ HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ hiệu suất ô tô chạy tốc độ thấp Hình 1.2 Sơ đồ hiệu suất tơ chạy tốc độ thấp Hình 1.3 Lực tác dụng lên xe xe chuyển động Hình 1.4 Lực tác dụng lên vật nằm dịng chảy Hình 1.5 Dịng khí tác dụng lên xe chuyển động tốc độ cao Hình 1.6 Hệ số cản số vật thể đơn giản Hình 1.7 Sự hình thành vùng xốy áp suất phía sau vật cản Hình 1.8 Trƣờng hợp coi Fca=0 hay FA=Fms Hình 1.9 Ảnh hƣởng hình dạng vật cản tới hình thành vùng xốy Hình 1.10 Hệ số cản hình dạng khí động học Hình 1.11 Quá trình cải thiện hình dạng khí động học tơ nhằm giảm hệ số cản Hình 1.12 Một hình dạng có hệ số cản nhỏ Hình 1.13 Hệ số cản khơng xe du lịch Hình 1.14 Đồ thị biến thiên hệ số cản tơ du lịch Hình 1.15 Mơ hình khí trơi qua cánh cánh máy bay Hình 1.16 Lực nâng Hình 1.17 Dịng khí bao quanh dạng vỏ xe chuyển động Hình 1.18 Vùng xốy phía sau xe chuyển động Hình 1.19 Các vùng xốy vỏ xe tơ du lịch ii Hình 1.20 Phân bố áp suất không thứ nguyên vỏ xe Hình 1.21 Ảnh hƣởng cấu trúc xe tới hệ số lực cản khí động Hình 1.23 Ảnh hƣởng bán kính góc lƣợn kính chắn gió xe với hệ số cản khơng khí Ảnh hƣởng chiều cao sàn xe tới lực khí động Hình 3.1 Mơ hình xe Hatchback Hình 3.2 Mơ hình xe Sedan Hình 3.3 Giới hạn vùng tính tốn tiêu chuẩn Hình 3.4 Giới hạn vùng tính tốn đƣợc thiết lập Hình 3.5 Mơ hình chia lƣới xe Sedan Hình 3.6 Mơ hình chia lƣới xe Hatchback Hình 3.7 Biểu đồ phân bố vận tốc dịng khí bao quanh xe Hatchback Hình 3.8 Biểu đồ phân bố vận tốc áp suất dịng khí bao quanh xe Sedan Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Phân bố áp suất xe Hatchback Phân bố áp suất thân xe Hatchback Phân bố áp suất vỏ xe Sedan Hình 3.12 Phân bố áp suất thân xe Sedan Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng vận tốc với hệ số cản Cd Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng vận tốc với hệ số lực nâng Cl Hình 3.15 Đồ thị phân bố áp suất đƣờng giao mặt phẳng thẳng đứng với thân xe v = 30m/s xe Sedan Hình 3.16 Chiều cao xe Sedan Hình 3.17 Thay đổi góc vát xe mơ hình 3D Hình 3.18 Biểu đồ vận tốc xe vát độ Hình 3.19 Biểu đồ vận tốc khơng khí bao quanh xe vát 10 độ Hình 3.20 Biểu đồ vận tốc vát xe 15 độ Hình 3.21 Đồ thị áp suất dọc theo thân xe Hình 1.22 iii MỞ ĐẦU Hiện tơ phƣơng tiện phƣơng tiện đƣợc sử dụng tham gia giao thông Việt Nam giới, với phát triển cơng nghệ đại ngày có nhiều cơng trình nghiên cứu tơ đƣợc ứng dụng Tại Việt Nam nƣớc giới, hệ thống giao thông đại, hệ thống giao thông thông minh cho phép phƣơng tiện di chuyển với tốc độ cao ngày phổ biến, tuyến đƣờng cho phép chạy xe với vận tốc tối đa từ 120 - 200 km/h hầu nhƣ xuất tất nƣớc, vùng lãnh thổ, từ rút ngắn khoảng cách vùng miền, quốc gia, vùng lãnh thổ, cải thiện đáng kể chênh lệch kinh tế, văn hóa Để đảm bảo vận hành an toàn, hiệu quả, tiết kiệm, phƣơng tiện nói chung xe tơ nói riêng hoạt động, đặc biệt tốc độ cao cần quan tâm lƣu ý đến tác động yếu tố khí động Trong khn khổ nghiên cứu Luận văn, sở tính tốn, khảo sát góp phần tạo sở lý thuyết vững để từ có đề xuất sát thực tế khắc phục kết không mong muốn xảy Trong giai đoạn nay, trƣớc phát triển khoa học kỹ thuật, sống ngƣời đƣợc nâng cao vật chất tinh thần, nhu cầu tham gia giao thông phƣơng tiện ngày tăng, tai nạn giao thơng gia tăng, vậy, vấn đề an toàn sử dụng phƣơng tiện tham gia giao thông đƣợc đặt nhà kỹ thuật ơtơ Sự chuyển động an tồn tơ phụ thuộc nhiều vào trạng thái chuyển động ôtô có yếu tố khác tác động Mục đích luận văn: - Nghiên cứu tổng quan động lực học tơ; - Xây dựng mơ hình khảo sát, đánh giá dạng khí động học vỏ xe du lịch; - Đề xuất giải pháp cải thiện dạng khí động học nhằm giảm thiểu lực cản khí động tác dụng lên ô tô chuyển động tốc độ cao Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu luận văn đƣợc lựa chọn ô tô du lịch với mẫu xe tham khảo cụ thể ô tô du lịch MAZDA (phiên Hatchback phiên Sedan) Phạm vi nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu, khảo sát ảnh hƣởng khí động đến lực cản, lực nâng mơ hình vỏ xe du lịch vận tốc cao (bỏ qua gƣơng chiếu hậu, gạt mƣa, khe gờ vỏ, kính …) Nội dung nghiên cứu Luận văn gồm nội dung nhƣ sau: Tổng quan vấn đề nghiên cứu; Xây dựng mơ hình mơ khí động học vỏ xe du lịch; Nghiên cứu khí động học vỏ ô tô du lịch phần mềm; Kết luận Chương TỔNG QUAN VỀ KHÍ ĐỘNG HỌC Ô TÔ 1.1 Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam 1.1 Nhu cầu ô tô Theo số liệu Tổng cục Thống kê năm 2015, Việt Nam, sản phẩm ô tô tăng cao so với năm 2014: 54,5% Số ngƣời có nhu cầu sử dụng tơ 54%, theo kết khảo sát Tổ chức GlobalWebIndex chi tiết phƣơng tiện thƣờng xuyên đƣợc sử dụng Việt Nam: Xe ô tô cá nhân: 54%; Xe gắn máy (điện xăng): 50%; Taxi: 30%; Xe buýt: 27%; Các ứng dụng gọi xe: 17%; Chƣơng trình chia sẻ phƣơng tiện (Dùng chung xe): 13%; Xe ôm: 12%; Tàu hoả: 4% Trên giới, qua số liệu sản xuất tơ tồn cầu để đánh giá nhu cầu ô tô sống ngƣời, số liệu ngành công nghiệp ô tô tồn giới năm 2014 chƣa đƣợc cơng bố, nhƣng hãng thống kê Statista ƣớc tính, năm 2014, số lƣợng xe du lịch (passenger car) dự kiến đƣợc sản xuất toàn giới vào khoảng 72 triệu Trƣớc đó, vào năm 2013, tồn giới sản xuất 87,3 triệu tơ loại, xe du lịch chiếm 65,44 triệu Với 87 triệu xe loại sản xuất năm 2013, giây tồn giới sản xuất trung bình 2,7 xe Nếu tính trung bình xe dài 5m, năm 2013 giới sản xuất đồn xe dài 435 nghìn km Theo Hiệp hội Các nhà sản xuất ô tô giới (OICA), năm 2012, tồn giới có khoảng 1,143 tỷ xe tơ loại lƣu hành, riêng Mỹ gần 251 triệu xe Tồn châu Âu có 368 triệu xe, riêng 27 quốc gia thuộc Liên minh châu Âu nƣớc thuộc Hiệp hội mậu dịch tự châu Âu chiếm 291 triệu xe Với 1,143 tỷ xe lƣu thơng, tính trung bình xe dài 5m, tồn xe giới xếp thành hàng, chiều dài đoàn xe 5,7 triệu km, tức 140 lần chu vi trái đất (tham khảo www.Xedoisong.vn) Qua số cho thấy nhu cầu sử dụng xe ô tô phục vụ đời sống cao, ô tô phƣơng tiện thời gian dài 1.1.2 Định hướng phát triển Ở Việt Nam, Thủ tƣớng Chính phủ có Quyết định số 1168/QĐ-TTg ngày 16/7/2014 chiến lƣợc phát triển ngành ô tô Việt Nam đến năm 2025 tầm nhìn đến năm 2035 Trong giai đoạn “Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030”, Chính phủ nhấn mạnh tầm quan trọng lĩnh vực sản xuất ô tô du lịch đƣa định hƣớng cụ thể: “…chú trọng phát triển loại xe khách tầm trung tầm ngắn,… Tập trung đầu tƣ cải tiến, nâng cấp công nghệ để nâng cao chất lƣợng sản phẩm, hoàn thiện hệ thống dịch vụ bán hàng, nâng cao lực cạnh tranh, đáp ứng phần lớn nhu cầu nƣớc, bƣớc tham gia xuất khẩu” Tính đến thời điểm châu Á nơi sản xuất nhiều ôtô giới với lên quốc gia nhƣ: Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan Theo số liệu năm 2014 tổng hợp từ 50 quốc gia tổng số xe đƣợc sản xuất toàn giới vào khoảng 91,31 triệu chiếc, sản lƣợng xe hãng xe đến từ Nhật Bản chiếm gần 30% dẫn đầu giới Số lƣợng xe sản xuất top quốc gia theo thứ tự lần lƣợt: Trung Quốc (23,72 triệu chiếc), Mỹ (11,65 triệu chiếc), Nhật Bản (9,77 triệu chiếc), Đức (6,12 triệu chiếc), Hàn Quốc (4,52 triệu chiếc) Cũng theo số liệu thống kê, tổng số xe bán năm 2014 85 quốc gia tồn giới vào khoảng 87,67 triệu xe Có thể chƣa phải ý tƣởng mang ý nghĩa “đại cách mạng” ngành công nghiệp ôtô giới nhƣng năm 2016 này, số xu hƣớng thiết kế, chế tạo xe nhƣ hƣớng phát triển sau đƣợc đánh giá kim nam cho phát triển hãng xe lớn 1.1.3 Xu hướng công nghệ thực trạng Hiện nhiều hãng sản xuất ô tô giới bƣớc bƣớc đẩy mạnh sản xuất mẫu xe với dung tích động lớn nhiều so với truyền thống trƣớc đây, tốc độ tối đa tăng lên đáng kể Xu hƣớng vấn đề tiết kiệm, chất lƣợng tốt ngƣời tiêu dùng cịn hƣớng tới yếu tố thiết kế ấn tƣợng tính tiện dụng cao Vì thế, cạnh tranh mức giá dần ý nghĩa, thay vào thỏa mãn gợi mở nhu cầu khách hàng Xe ô tô không phƣơng tiện mà nơi thƣ giãn, cảm nhận thành tựu cơng nghệ, ví dụ hiển thị hình ảnh kính lái HUD Head-Up Display (HUD) công nghệ đƣợc ngƣời mua xe yêu thích nhất, với chức biến kính chắn gió tơ thành hình hiển thị hình ảnh cách sống động không dùng để chắn gió đơn Cơng nghệ HUD giúp ngƣời điều khiển phƣơng tiện theo dõi tốc độ, hƣớng chuyển động, thơng số vận hành tín hiệu cảnh báo kính lái mà khơng cần phải nhìn xuống bảng điều khiển trung tâm Ngoài ra, chức điều khiển giọng nói chức tự động khác đƣợc số đông ngƣời sử dụng ƣa chuộng Với động dung tích lớn, cơng nghệ tự động đƣợc ứng dụng tối đa, nhà sản xuất ngƣời sử dụng đặt vấn đề an toàn, hiệu lên hàng đầu Để giải yêu cầu ngày cao ngƣời sử dụng xe ô tô đại, vấn đề quan trọng cần đƣợc ƣu tiên đầu tƣ nghiên cứu tối ƣu hóa dạng khí động học vỏ xe nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nâng cao tính an tồn chuyển động 1.2 Khí động lực học thơng số đặc trưng Khí động lực học mơn học nghiên cứu dịng chảy chất khí, đƣợc nghiên cứu George Cayley Giải pháp cho vấn đề khí động lực học dẫn đến tính tốn tính chất khác dòng chảy, nhƣ vận tốc, áp suất, mật độ nhiệt độ, nhƣ hàm không gian thời gian Khi hiểu đƣợc tính chất chất khí, ngƣời ta tính tốn xác hay xấp xỉ lực mômen lực lên hệ thống dịng chảy Hình 3.7 Biểu đồ phân bố vận tốc dịng khí bao quanh xe Hatchback Hình 3.8 Biểu đồ phân bố vận tốc áp suất dịng khí bao quanh xe Sedan 62 3.5.1.2 Phân bố áp suất Hình nh 3.12 hình ảnh phân bố áp suất dịng khí bao quanh xe mặt phẳng đối xứng với vận tốc 30m/s (108km/h) Hình vẽ cho thấy áp suất phía đầu xe lớn phần diện tích diện xe chịu tác động trực tiếp áp lực khối khí vào xe gây Đồng thời dịng khí di chuyển dọc theo mui xe, vùng có áp suất thấp hơn, áp lực tác dụng giảm Tƣơng tự, khu vực kính chắn gió có áp suất cao giảm dần phía sau Phía xe khu vực có áp suất thấp nhất, khu vực trống, dịng khí có xu hƣớng di chuyển vào lấp đầy vùng trống nhƣng xe di chuyển với vận tốc V ln hƣớng phía trƣớc nên tạo nên vùng chân khơng hút dịng khí tạo thành dịng xốy lực kéo ngƣợc chiều chuyển động xe Hình 3.9 Phân bố áp suất xe Hatchback 63 Hình 3.10 Phân bố áp suất thân xe Hatchback Hình 3.11 Phân bố áp suất xe Sedan 64 Hình 3.12 Phân bố áp suất thân xe Sedan Bảng 3.1 So sánh Cd, Cl xe Hatchback Sedan vận tốc 30 (m/s) Hệ số Hatchback Sedan Cd 0.44233 0.36862 Cl -0.53349 -0.39377 Từ kết mô đến thực nghiệm cho ta thấy, hệ số cản Cd Sedan nhỏ xe Hatchback Điều thay đổi diện tích xe Sedan nhỏ xe Hatchback nên tạo vùng xốy phía xe Điều dẫn tới vùng áp suất chân không đuôi xe Sedan nhỏ xe Hatchback Hệ số cản Cd chủ yếu gây chênh áp, độ chênh áp Sedan nhỏ xe Hatchback nên Cd Sedan nhỏ xe Hatchback 65 Bảng Ảnh hưởng vận tốc đến hệ số Cd, Cl xe Sedan Vận tốc (m/s) 10 20 30 40 50 Cd 0.3694 0.36878 0.36862 0.36846 0.36829 Cl -0.34696 -0.3731 -0.39377 -0.40263 -0.41415 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng vận tốc với hệ số cản Cd Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng vận tốc với hệ số lực nâng Cl 66 Từ đồ thị ta thấy hệ số cản Cd có thay đổi nhỏ hệ số cản xe không thay đổi ta thay đổi vận tốc Kết hợp với kết thực tế cho thấy kết mơ xác Tuy có thay đổi hệ số cản Cd nhƣng thay đổi nhỏ, nguyên nhân có sai số dao động phần tử khí mơ nên sinh sai số (Sai số nhỏ bỏ qua đƣợc) Từ đồ thị 3.14 ta thấy thay đổi vận tốc xe hệ số lực nâng tăng giá trị cho thấy xe di chuyển vận tốc cao lực ép xe xuống mặt đƣờng tăng lên Đồ thị phân bố áp suất đƣờng giao mặt phẳng thẳng đứng với thân xe theo chiều cao thân xe Hình 3.15 Đồ thị phân bố áp suất đường dao mặt phẳng thẳng đứng với thân xe v=30m/s xe Sedan 67 Hình 3.16 Chiều cao xe Sedan Từ đồ thị 3.15 cho ta thấy phân bố áp suất dọc theo thân xe mặt phẳng Trên đồ thị có vùng: vùng âm vùng dƣơng, vùng dƣơng vùng áp suất mặt phái trƣớc lớn mặt phía sau độ cao Từ đồ thị cho ta thấy điểm chuyển tiếp từ ấp sang dƣơng Có nghĩa có vùng có dƣơng có tác dụng cản xe lại, có vùng âm có tác dụng đẩy xe phía trƣớc - Vùng thứ vùng có độ cao từ 0.18 - 0.2 có tác dụng đẩy xe phía trƣớc - Vùng thứ hai từ 0.2 -0.68 vùng cản trƣớc, từ vùng cho ta thấy áp suất phía trƣớc lơn nhiều áp suất phía sau Chính chênh áp gây lực cản khí động xe - Vùng thứ ba vùng từ 0.68 đến 0.98 vùng âm, áp suất phía sau lớn áp suất phía trƣớc có tác dụng đẩy xe phía trƣớc - Vùng thứ tƣ từ 0.98-1.45 vùng dƣơng có tác dụng cản trở chuyển động xe Từ kết cho ta thấy, để giảm hệ số cản ta giảm diện tích vùng dƣơng (cản trƣớc, kính chắn gió), tăng diện tích vùng âm 68 3.5.2 Khảo sát thay đổi hệ số Cd,Cl thay đổi góc xe Hình 3.17 Thay đổi góc vát xe mơ hình 3D 69 Hình 3.18 Biểu đồ vận tốc xe vát độ Hình 3.19 Biểu đồ vận tốc khơng khí bao quanh xe vát 10 độ 70 Hình 3.20 Biểu đồ vận tốc vát xe 15 độ Bảng 3 Bảng số liệu mô tả thay đổi hệ số Cd, Cl thay đổi góc vát Góc vát Cd Cl Δ Cd Δ Cl (độ) 0.36637 -0.44918 10 0.36674 -0.37299 0.00037 0.07619 15 0.37283 -0.25502 0.00609 0.11797 20 0,38076 -0,07062 0.00793 0.18440 Từ kết cho thấy tăng góc vát hệ số cản Cd tăng nhẹ cịn hệ số lực nâng Cl tăng mạnh Để cải thiện tính sức cản nâng (lực ép lốp xe xuống mặt đƣờng), mơ hình đƣợc sửa đổi khuếch tán đƣợc thêm vào phía sau Mục đích để giảm khu vực xốy phía sau xe chuyển hƣớng khơng khí lên để giảm hệ số nâng C1 71 Hình 3.21 Đồ thị áp suất dọc theo thân xe Từ đồ thị ta thấy thay đổi góc vát xe hệ số Cd , Cl xe thay đổi có thay đổi vùng xốy xe, áp suất vùng khác gần nhƣ không đổi 72 Chương KẾT LUẬN Bằng việc dựa lý thuyết học lƣu chất, áp dụng thuật tốn, phân tích đƣa phƣơng trình chủ đạo dịng chất lƣu dạng đơn giản, để đem lại kết số Việc sử dụng phần mềm mô CFD để nhận đƣợc kết phân tích, dự đốn xác cách lựa chọn mơ hình, điều kiện biên, lƣới phù hợp với cách giải phù hợp Việc nghiên cứu dịng chảy lỏng chảy qua thân xe, nghiên cứu đƣợc quy luật biến động , qua c có phƣơng án hằm cản, nâng, góp phần tạo ổn xe hệ số với vận tốc cao, tăng hiệu xe, tiết kiệm nhiên liệu Hướng nghiên cứu - Xây dựng mơ hình hình học tơ phù hợp với thực tế - Nghiên cứu tối ƣu phƣơng pháp chia lƣới mơ hình, khảo sát ảnh hƣởng khí động tới độ tiêu hao nhiên liệu, độ ồn gió, độ ổn định chuyển động ô tô vùng tốc độ cao quay vịng - Kiểm sốt chƣơng trình tính tốn tốn khí động - Ứng dụng trang thiết bị máy móc đại để nghiên cứu tốn khí động tơ cách toàn diện./ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Hùng - Nguyễn Trọng Giảng (2003), ANSYS & mô số công nghiệp phần tử hữu hạn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Võ Văn Hƣờng (2014), Động học ô tô, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Trần Ích Thịnh - Ngô Nhƣ Khoa (2007), Phương pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Vũ Duy Quang - Phạm Đức Nhuận (2009), Kỹ thuật thủy khí, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Tơ Hồng Tùng (2016), Luận án tiến sĩ nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp Việt Nam 74 MỤC LỤC MỘT SỐ KÝ HIỆU i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC ĐỒ THỊ HÌNH ẢNH iii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ KHÍ ĐỘNG HỌC Ô TÔ 1.1 Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam 1.1 Nhu cầu ô tô 1.1.2 Định hướng phát triển 1.1.3 Xu hướng công nghệ thực trạng 1.2 Khí động lực học thông số đặc trưng 1.2.1 Cơ sở lý thuyết 1.2.2 Lực cản khơng khí (FA) 10 1.2.3 Lực nâng (FL) 18 1.2.4 Các thông số đặc trưng cho dòng chảy 22 1.2.6 Lý thuyết tương tự khí động học ô tô 28 1.3 Một số giải pháp tăng tính ổn định xe 29 1.3.1 Giảm lực cản không khí 29 1.3.2 Giảm tác động lực nâng 30 1.3.3 Giảm tác động lực gió ngang 32 Chương CƠ SỞ LÝ THUYÊT VỀ KHÍ ĐỘNG HỌC 34 2.1 Tình hình nghiên cứu khí động học ô tô 34 2.1.1 Nghiên cứu lý thuyết 34 2.1.2 Các hướng nghiên cứu gần 36 2.1.3 Một số phương trình chủ đạo CFD 39 2.1.4 Các phương trình chủ đạo động lực học lưu chất 40 2.1.5 Lớp biên (BOUNDARY LAYER) 41 2.1.6 Giới thiệu số mơ hình chảy rối ANSYS FLUENT 45 2.2 Nội dung Luận văn 52 75 2.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 52 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 52 2.2.3 Đối tượng nghiên cứu 52 2.2.4 Phạm vi nghiên cứu 52 2.2.5 Nội dung nghiên cứu 52 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG KHÍ ĐỘNG HỌC VỎ XE DU LỊCH 53 3.1 Xây dựng mơ hình 53 3.2 Xác định miền tính tốn 55 3.3 Xây dựng mơ hình lưới 57 3.4 Điều kiện biên 61 3.5 Xử lý kết 61 3.5.1 Khảo sát khí động học xe Hatchback Sedan 61 3.5.2 Khảo sát thay đổi hệ số Cd,Cl thay đổi góc xe 69 Chương KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 76 ... loại lực cản phức tạp ô tô chuyển động môi trƣờng không khí, tƣơng tác vỏ xe với mơi trƣờng sinh lực mơ men có ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng vận hành ô tô Hệ trực tiếp tƣơng tác lực cản khơng khí. .. đây, ô tô chuyển động với vận tốc chƣa cao, nghiên cứu khí động học quan tâm chủ yếu đến lực cản FA lực nâng FL nhỏ ảnh hƣởng không nhiều đến điều kiện chuyển động Hiện với sở hạ tầng tốt, vận tốc. .. thuyết chuyển động, ? ?tô phải khắc phục nhiều loại lực cản: lực cản lăn, lực quán tính, lực ma sát lực cản gió xe lao nhƣ bay phía trƣớc Hình 1.3 Lực tác dụng xe ô tô chuyển động - Lực cản lăn liên