Xác định các hệ số cản khí động của ô tô

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG LỜI CAM ĐOAN 10 MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ ĐỘNG Ơ TƠ 12 1.1 Vai trị lực khí động chuyển động xe 12 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu khí động học xe 18 1.2.1 Ảnh hưởng hình dáng chung tơ đến hệ số khí động 19 1.2.2 Ảnh hưởng góc vát xe góc nghiêng mặt kính trước .22 1.2.3 Ảnh hưởng góc vát gầm xe .24 1.2.4 Ảnh hưởng cánh phía đuôi xe 25 1.3 Các phương pháp xác định hệ số khí động 26 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu khí động mơ .26 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu khí động thực nghiệm 29 CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ LỰC CẢN, LỰC NÂNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG 34 2.1 Giới thiệu chung mô số CFD 34 2.1.1 Định nghĩa CFD 34 2.1.2 Ưu điểm hạn chế CFD 34 2.1.3 Các lĩnh vực mà CFD đảm nhiệm .35 2.1.4 Giới thiệu Fluent Gambit 36 2.2 Thiết lập toán Fluent .38 2.3 Xác định mơ hình nghiên cứu 42 2.3.1 Đặc điểm mơ hình lựa chọn .42 2.3.2 Xây dựng mơ hình mơ 43 2.4 Đối tượng nghiên cứu 45 2.5 Xây dựng mơ hình, chia lưới đặt điều kiện biên 45 2.5.1 Xây dựng mơ hình chia lưới .45 2.5.2 Điều kiện biên .48 2.5.3 Lựa chọn model tính tốn .49 2.6 Phân tích đánh giá kết nghiên cứu .51 2.6.1 Ảnh hưởng vận tốc xe đến phân bố áp suất .51 2.6.2 Ảnh hưởng tốc độ xe đến phân bố đường dịng bao quanh tơ 53 2.6.3 Ảnh hưởng vận tốc đến hệ số CP .56 2.6.4 Ảnh hưởng tốc độ đến lực cản, lực nâng 58 2.7 Mô với trường hợp đuôi xe thay đổi 59 2.7.1 Phân bố áp suất bao quanh ô tô: .60 2.7.2 Đường dòng bao quanh ô tô 60 2.7.3 Rối sau ô tô .61 2.7.4 Biểu đồ phân bố áp suất đường bao quanh ô tô mặt cắt nghiên cứu 62 2.7.5 Ảnh hưởng tốc độ đến hệ số lực cản, lực nâng trường hợp đuôi xe thay đổi 62 CHƢƠNG 3: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ LỰC NÂNG, LỰC CẢN BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 64 3.1 Tìm hiểu trang thiết bị phục vụ thí nghiệm .64 3.1.1 Tìm hiểu ống khí động phịng thí nghiệm 64 3.1.2 Lực kế Loadcell Mavin 69 3.1.3 Thiết bị thu Agilent 70 3.1.4 Mơ hình xe phục vụ thí nghiệm .71 3.2 Sơ đồ đo khí động tơ 72 3.3 Phương pháp đo khí động tơ .73 3.4 Xử lý kết thí nghiệm 75 3.4.1 Kết thí nghiệm đo lực cản 75 3.4.2 Kết thí nghiệm đo lực nâng .78 3.5 Đánh giá kết thí nghiệm 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 PHỤ LỤC 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Quan hệ lực cản khí động lực cản khác 12 Hình 1.2: Hệ số cản khí động ngày giảm theo thời gian 13 Hình 1.3: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô [4] 14 Hình 1.4: Luồng gió tự nhiên luồng gió thực tác dụng lên tơ chuyển động 15 Hình 1.5: Hình ảnh minh họa áp suất mui xe hoạt động 17 Hình 1.6: Hình ảnh minh học tượng tách thành rối sau xe 17 Hình 1.7: Hình ảnh minh họa lực tác động vào xe hoạt động 18 Hình 1.8: Hệ số lực cản số hình dạng quen thuộc [2] 19 Hình 1.9: Mơ hình tơ Porsche 911 20 Hình 1.10: Mơ hình tơ Mercedes-Benz E320 20 Hình 1.11: Mơ hình tơ Mercedes-Benz E63 21 Hình 1.12: Ảnh hưởng hình dạng khí động tới hệ số lực cản [3] .22 Hình 1.13: Ảnh hưởng góc vát xe với dịng xe squareback .22 Hình 1.14: Ảnh hưởng góc nghiêng α β tới hệ số cản C D với dòng xe Northback 23 Hình 1.15: Ảnh hưởng góc nghiêng mặt kính φ độ cao z xe fast back 23 Hình 1.16: Ảnh hưởng góc vát gầm xe tới hệ số cản khí động 24 Hình 1.17: Ảnh hưởng góc nghiêng αw tới CD CL 25 Hình 1.18: Ảnh hưởng cánh phía xe tới CD CL .26 Hình 1.19: Mơ hình chia lưới kết tính hệ số CD 27 Hình 1.20: Mơ hình chia lưới tơ xedan hệ số cản khí động CD=0.35 .27 Hình 1.21 Đồ thị phân bố áp suất bề mặt mơ hình 28 Hình 1.22: Sơ đồ thí nghiệm ống khí động 29 Hình 1.23: Các phương án xây dựng sàn mơ 30 Hình 1.24: Một số cách bố trí xe làm thí nghiệm .31 Hình 1.25: Ảnh hưởng tỷ số e/2R tới hệ số CD CL trường hợp bánh xe quay không quay làm thí nghiệm 32 Hình 1.26: Ảnh hưởng thay đổi độ cao gầm xe tới hệ số lực cản 33 Hình 2.1: Hình ảnh minh họa mô CFD .36 Hình 2.2: Xe BMW x6 43 Hình 2.3: Hình ảnh xe thiết kế 3DS 44 Hình 2.4 Hình ảnh xe xây dựng solidwork 44 Hình 2.5: Hình ảnh mặt cắt dọc xe 44 Hình 2.6: Hình ảnh chia lưới với số lưới triệu .46 Hình 2.7: Kết phân bố áp suất với số lưới triệu 47 Hình 2.8: Kết phân bố áp suất với số lưới 100.000 lưới 47 Hình 2.9: Biểu đồ ảnh hưởng số lưới tới hệ số Cp 48 Hình 2.10: Điều kiện biên cho mơ hình tính tốn .49 Hình 2.11: Trường phân bố áp suất trường hợp xe chạy với vận tốc 30 km/h (trái) 40 km/h (phải) .52 Hình 2.12: Trường phân bố áp suất trường hợp xe chạy với vận tốc 50 km/h (trái) 60 km/h (phải) .52 Hình 2.13: Trường phân bố áp suất trường hợp xe chạy với vận tốc 80 km/h (trái) 100 km/h (phải) 52 Hình 2.14: Trường phân bố áp suất trường hợp xe chạy với vận tốc 130 km/h 53 Hình 2.15: Phân bố vận tốc dòng bao quanh xe trường hợp vận tốc 30 km/h (trái) 40 km/h (phải) .53 Hình 2.16: Phân bố vận tốc dịng bao quanh xe trường hợp vận tốc 50 km/h (trái) 60 km/h (phải) .54 Hình 2.17: Phân bố vận tốc dòng bao quanh xe trường hợp vận tốc 80 km/h (trái) 100 km/h (phải) 54 Hình 2.18: Phân bố vận tốc dịng bao quanh xe trường hợp vận tốc 130 km/h .54 Hình 1.19: Rối sau ô tô chạy với vận tốc 30 km/h (trái) 40 km/h (phải) .55 Hình 2.20: Rối sau ô tô chạy với vận tốc 50 km/h (trái) 60 km/h (phải) .55 Hình 2.21: Rối sau tô chạy với vận tốc 80 km/h (trái) 100 km/h (phải) 55 Hình 2.22: Rối sau tơ chạy với vận tốc 130 km/h 56 Hình 2.23: Biểu đồ hệ số áp suất 30 km/h 56 Hình 2.24: Biểu đồ hệ số áp suất 40 km/h 56 Hình 2.25: Biểu đồ hệ số áp suất 50 km/h 57 Hình 2.26: Biểu đồ hệ số áp suất 60 km/h 57 Hình 2.27: Biểu đồ hệ số áp suất 80 km/h 57 Hình 2.28: Biểu đồ hệ số áp suất 100 km/h 57 Hình 2.29: Biểu đồ hệ số áp suất 130 km/h 58 Hình 2.30: Biểu đồ hệ số lực nâng 58 Hình 2.31: Biểu đồ hệ số lực cản 59 Hình 2.32:Hình ảnh xe sửa đổi để nghiên cứu ảnh hưởng đến đặc tính khí động xe 59 Hình2.33: Phân bố áp suất bao quanh ô tô theo trường hợp khác .60 Hình 2.34: Đường dịng bao quanh tơ 61 Hình 2.35: Rối sau ô tô .62 Hình 2.36: phân bố áp suất đường bao quanh ô tô mặt cắt nghiên cứu 62 Hình 2.37: Hệ số lực cản so với góc thay đổi xe 63 Hình 2.38: Hệ số lực nâng so với góc thay đổi xe .63 Hình 3.1: Ống khí động AF 6116 (Đặt nhà T – ĐHBK HN) 64 Hình 3.2:Tiết diện đầu vào với lưới tổ ong dạng lục giác 65 Hình 3.3: Đoạn làm thẳng trước vào buồng thử 66 Hình 3.4: Buồng thử vật liệu suốt 66 Hình 3.5: Phần ống loe 67 Hình 3.6: Hai quạt hướng trục quay ngược chiều 67 Hình 3.7: Phần ống 68 Hình 3.8: Phần giá đỡ ống khí động 68 Hình 3.9: Hộp điều khiển điện 69 Hình 3.10: Loadcell Mavin .70 Hình 3.11: Thiết bị thu Agilent 70 Hình 3.12: Mơ hình xe phục vụ thí nghiệm 71 Hình 3.13: Mơ hình thí nghiệm thiết kế Solid work 72 Hình 3.14: Mơ hình đo lực nâng thiết kế solidwork 73 Hình 3.15: Tín hiệu điện áp chưa bật ống khí động 74 Hình 3.16: Đồ thị giá trị điện áp trình đo 75 Hình 3.17: Mơ hình thí nghiệm lực cản thực tế 75 Hình 3.18: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 30km/h .76 Hình 3.19: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 30km/h 76 Hình 3.20: Đồ thị hệ số lực cản mô thực nghiệm 78 Hình 3.21: Mơ hình đo lực nâng thực tế 78 Hình 3.22: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 30km/h 79 Hình 3.23: Đồ thị hệ số lực nâng tìm theo phương pháp mô thực nghiệm .80 Hình 3.24: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 40km/h .84 Hình 3.25: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 40km/h 84 Hình 3.26: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 50km/h .84 Hình 3.27: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 50km/h 85 Hình 3.28: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 60km/h .85 Hình 3.29: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 60km/h 85 Hình 3.30: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 40km/h 86 Hình 3.31: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 50 km/h 86 Hình 3.32: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 60km/h 86 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân chia phần tử thời gian tính tốn theo phương pháp DIVK DWT 28 Bảng 2.1: Thiết lập điều kiện biên cho toán 51 Bảng 2.2: Hệ số lực nâng, lực cản tính tốn dựa trường hợp mơ .58 Bảng 2.3: Điều kiện biên thiết lập cho toán 60 Bảng 2.4: Hệ số lực cản tích theo liệu mơ 63 Bảng 3.1: Kết thực nghiệm hệ số lực cản với vận tốc khác xe .77 Bảng 3.2: Kết thực nghiệm hệ số lực nâng với vận tốc khác xe 79 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu luận văn hoàn tồn có thật, thân tơi tổ chức thí nghiệm nghiên cứu theo hướng dẫn PGS Võ Văn Hƣờng PGS Nguyễn Phú Hùng Các số liệu tham khảo từ tài liệu liệt kê phần tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2013 Người thực Nguyễn Mạnh Phú 10 Sơ đồ xác định lực nâng: Hình 3.14: Mơ hình đo lực nâng thiết kế solidwork Để q trình đo đạc thu kết xác việc xây dựng gá cho loadcel gắn lắp mơ hình cần phải đảm bảo yêu cầu: - Bộ gá loadcell phải cứng vững, đủ chắn khơng có gió hệ thống rung không đo - Bộ gá loadcell phải gá đặt cho hình dáng khơng ảnh hưởng đáng kể tới lớp biên khí động xe - Mơ hình xe làm nhựa nhựa biến dạng đàn hồi gây rung lắc mơ hình.Tại vị trí bắt xe với gá, cần tiến hành làm khung phía bên để tạo cứng cho vị trí gá đặt - Khối lượng xe ảnh hưởng tới rung động xe Nếu mơ hình xe nhẹ q, rung động nhiều Do tăng trọng lượng cách cho thêm vật vào bên xe - Vị trí treo xe phải gần với đầu loadcell, không gây momen làm biến dạng loadcell dẫn tới kết khơng xác 3.3 Phƣơng pháp đo khí động tơ Thí nghiệm lực cản lực nâng cách thức tiến hành 73 Khi tiến hành đo lực cản, thân loadcell gá xe sinh lực cản có dịng khí chạy qua Do ta phải tiến hành đo lực cản hệ thống (FHT)và lực cản riêng loadcell + gá (Fgá) Sau kết lực cản xe hiệu lực cản hệ thống trừ lực cản loadcell + gá Bước 1: Kết nối khởi động Agilent, máy tính Bước 2: Khởi động phần mềm datalogger, sau chọn kênh kết nối, phần configuration, chọn tín hiệu đo từ kênh kết nối (điện áp điện trở), chọn sai số Bước 3: Tiến hành đo giá trị điện áp loadcell chưa bật ống khí động Hình 3.15: Tín hiệu điện áp chưa bật ống khí động Bước 4: Bật ống khí động, chỉnh vận tốc gió tốc độ cần đo, giá trị điện áp Agilent bắt đầu thay đổi so với ban đầu Ví dụ: Trên hình 3.16 chưa bật ống khí động số lần máy lấy mẫu từ 1600 giai đoạn ổn định, tín hiệu điện có giá trị nhỏ Khi bật ống khí động giá trị điện áp bắt đầu tăng lên Khoảng lấy mẫu từ 600-800 giai đoạn điều chỉnh tốc độ quạt gió tín hiệu thay đổi nhiều Từ 800-1100 giai đoạn giá trị điện áp vào ổn định 74 Hình 3.16: Đồ thị giá trị điện áp trình đo Bước 5: Lưu kết dạng file exel Bước 6: Tháo xe tiến hành đo lực cản gá (Chỉ làm với thí nghiệm đo lực cản) 3.4 Xử lý kết thí nghiệm Do giới hạn vận tốc ống khí động nên thí nghiệm trình làm với vận tốc v=30; 40; 50; 60 km/h 3.4.1 Kết thí nghiệm đo lực cản Hình 3.17: Mơ hình thí nghiệm lực cản thực tế 75 Đối với thí nghiệm đo lực cản, gá loadcell có cản kết lực cản đo treo xe lực cản tổng cộng hệ thống Muốn xác định lực cản riêng ô tô ta phải xác định lực cản hệ thống lực cản loadcell FD=FHT - FGá (3.3) Giả sử giá trị điện áp chưa bật ơng khí động U0 Giá trị điện áp bật ống khí động U Khi giá trị điện áp chênh lệch ΔU=U-U0 Giá trị lực đo là: Fđo=2410 x ΔU Nếu treo tơ, Fđo lực cản hệ thống Nếu tháo tơ Fđo lực cản gá Ở vận tốc 30km/h (tức 8,3m/s) ta thu kết sau: Hình 3.18: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 30km/h Hình 3.19: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 30km/h 76 Đại lƣợng Lực cản hệ thống (N) Lực cản loadcell + gá (N) 1.5761 1.5905 Khi bật ống khí động 2.1333 1.8321 Chênh lệch trạng 0.5572 0.2422 Trạng thái Khi chưa bật ống khí động thái bật khơng bật ống khí động Vậy lực cản ô tô là: FD = FHT (cả hệ thống) - FGá (bộ gá)= 0.3153 (N) AV dễ dàng suy CD =0.3336 Từ công thức: FD = CD Tương tự với giá trị vận tốc 40km/h, 50km/h, 60km/h ta dễ dàng xác định hệ số lực cản Các kết đo thực tế trường hợp trình bày phụ lục Tổng hợp kết lực cản trường hợp nghiên cứu trình bày bảng kết mô thực nghiệm: V (km/h) 30 40 50 60 m/s 8.34 11.12 13.9 16.68 CD 0.3336 0.434 0.374 0.3480 Bảng 3.1: Kết thực nghiệm hệ số lực cản với vận tốc khác xe Với mô bảng 2.2 chương ta có bảng mơ lý thuyết lực cản sau: V (km/h) 30 40 50 60 m/s 8.34 11.12 13.9 16.68 CD 0.3755118 0.4285875 0.4229612 0.4027941 Đồ thị so sánh kết quả: 77 Hình 3.20: Đồ thị hệ số lực cản mơ thực nghiệm Hình 3.20 thể việc so sánh kết thu từ mô số thực nghiệm hệ số lực cản khí động xe Ta nhận thấy rằng, kết thu từ hai phương pháp tương đối tương đồng Đặc biệt, xe hoạt động vận tốc 40 km/h hai phương pháp ta thu hệ số lực cản lớn với giá trị khoảng 0.43 3.4.2 Kết thí nghiệm đo lực nâng Hình 3.21: Mơ hình đo lực nâng thực tế Khi đo lực nâng ảnh hưởng gá loadcell gần không có, lực nâng tính theo cơng thức: FL(lực nâng tơ)=Ftv(khi bật ống khí động)-Fo (khi chưa bật ống khí động) 78  Khi vận tốc 30km/h (tức 8,3m/s) Hình 3.22: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 30km/h - Giá trị lực đo chưa bật ống khí động: 16.30947 (N) - Giá trị lực đo bật ống khí động: 16.47288 (N) - Giá trị lực chênh lệch trạng thái (lực nâng ô tô): FL = 0.163402 (N) Tương tự với giá trị vận tốc 40km/h, 50km/h, 60km/h ta dễ dàng xác định hệ số lực nâng Các kết đo thực tế trường hợp trình bày phụ lục Tổng hợp kết lực nâng trường hợp nghiên cứu trình bày bảng 3.1: V (km/h) 30 40 50 60 m/s 8.34 11.12 13.9 16.68 CL -0.0628 -0.05735 - 0.03184 - 0.01985 Bảng 3.2: Kết thực nghiệm hệ số lực nâng với vận tốc khác xe Theo bảng 2.2 mô lý thuyết chương chúng tơi có: V (km/h) 30 40 50 60 m/s 8.34 11.12 13.9 16.68 CL -0.05917939 -0.07752625 -0.08727242 -0.09100963 Đồ thị so sánh kết mơ kết thực nghiệm 79 Hình 3.23: Đồ thị hệ số lực nâng tìm theo phương pháp mô thực nghiệm Đối với hệ số lực nâng khí động, tốc độ xe nằm khoảng 30-40 km/h hai phương pháp thực nghiệm mô phỏng, kết thu tương đồng Tuy nhiên, khivận tốc lớn sai khác hệ số lực nâng tương đối lớn 3.5 Đánh giá kết thí nghiệm Việc xem xét, đánh giá chi tiết sai số kết thực nghiệm phương pháp số nghiên cứu cần thiết Tuy nhiên, khuôn khổ nghiên cứu này, đánh giá sai số xem xét giới hạn sai số tương đối hai phương pháp tiến hành Sai số tương đối lớn hệ số lực cản khí động CD, thực tính sau: σ= | CD( mp)  CD(TN ) | CD( mp) *100% Sai số tương đối lớn hệ số lực nâng khí động CL, thực tính như: σ= | CL ( mp)  CL (TN ) | CL ( mp) *100% Trên sở đó, sai số tương đối lớn hai phương pháp xác đinh Đối với hệ số lực cản sai số lớn khoảng 13,6% hệ số lực nâng 78% Như vậy, hệ số lực cản sai số từ kết thu hai phương pháp chấp nhận Tuy nhiên, hệ số lực nâng sai số thu 80 lớn vùng có sai số lớn rơi vào giải nghiên cứu tốc độ xe lớn Liên quan đến sai số hệ số cản khí động CD sai số tương đối nhỏ giải thích nguyên nhân sau: - Bộ gá đặt để đo hệ số CD tương đối chắn, loadcell gá theo phương thẳng đứng điều lảm giảm khoang cách gá từ thành xuống loadcell - Hệ số lực cản tương đối lớn, thiết bị đo, ảnh hưởng sai số không ảnh hưởng lớn tới kết - Sai số yếu tố hình học xe, điều kiện làm việc, sai số thiết bị đo… Đối với hệ số lực nâng CL sai số giải thích nguyên nhân sau: - Loadcell gắn vào gá nằm theo phương ngang, gán phải hạ thấp sâu so với thành điều tạo thiếu chắn Đặc biệt tốc độ dòng lớn tạo sai số lớn - Hệ số lực nâng nhỏ thân thiết bị đo nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sai số - Lực nâng thực chất lệch áp suất mặt mặt xe Do sai số đến từ việc bề mặt phía mơ hình xe làm thí nghiệm khơng hồn tồn giống với mặt mơ hình xe xây dựng mơ Cụ thể mơ hình thí nghiệm, mặt có điểm gồ ghề mơ theo hệ thống truyền động thực tế, đồng thời điểm tiếp giáp bánh sàn khơng phẳng Trong khí đó, mơ hình mơ mặt hồn tồn phẳng Ngồi cịn số ngun nhân khác dẫn tới kết chưa giống mô hình xe làm thí nghiệm mơ hình 3D mơ hình mơ 3D Sai số q trình mơ phỏng, số thơng số cường độ xoáy đầu vào để dạng lý tưởng đầu vào inlet khoảng 10% cường độ xốy thực tế thực nghiệm cửa hút ống khí động ta khơng kiểm sốt 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua q trình nghiên cứu đặc tính khí động xe chúng tơi khẳng định đặc tính khí động đóng vai trị quan trọng việc thiết kế, chế tạo ô tô Đề tài tìm hiểu đánh giá ảnh hưởng thơng số hình học hình dáng xe, độ vát đầu, đuôi gầm xe đến đặc tính khí động xe sở khai thác cơng trình nghiên cứu giới Đồng thời tìm hiểu hai phương pháp nhằm xác định đặc tính khí động học xe phương pháp mô số phương pháp thực nghiệm Thơng qua đó, luận văn đề xuất triển khai nghiên cứu đặc tính khí động học xe sở mẫu xe thực mẫu BMW X6 Phương pháp mô số ứng dụng, thông qua phần mềm mô số Fluent Trong khuôn khổ nghiên cứu, mơ hình mơ giới hạn dạng 2D Các kết nghiên cứu cho phép quan sát phân bố vận tốc áp suất quanh xe xe chuyển động giải vận tốc từ 30 đến 130 km/h Từ giúp chúng tơi hiểu biến đổi phân vùng áp suất, vận tốc xung quanh xe Thêm vào đó, hệ số khí động học tương ứng với lực cản lực nâng xe xác định cho phép xây dựng mối quan hệ hệ số với tốc độ xe Ngoài ra, phần ứng dụng phương pháp số này, nghiên cứu triển khai đánh giá ảnh hưởng việc thay góc nghiêng phần mẫu xe từ đến 15 độ Nghiên cứu rằng, với góc nghiêng khoảng độ hệ số lực cản đạt giá trị nhỏ Đối với phương pháp thực nghiệm, trường hợp nghiên cứu thực tương đồng với mơ số Ở đây, mơ hình xe đặt ống khí động thiết bị đo sử dụng để đo hệ số lực nâng, lực cản loadcell có giải đo từ đến N Kết thu từ thực nghiệm cho thấy hệ số lực cản tương đồng với kết thu từ mô Sai số tương đối lớn hệ số lực cản 13,5% Tuy nhiên, hệ số lực cản trường hợp tốc độ xe lớn sai số tương đối thu từ hai phương pháp nghiên cứu tương đối lớn 82 Tóm lại, thơng qua nghiên cứu luận văn này, kết thu tóm tắt sơ lược sau: - Nghiên cứu, tổng hợp yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính khí động xe - Xây dựng mơ hình thiết lập tốn mơ số dạng 2D Từ đánh giá đặc tính khí động xe mẫu BMW x6 - Xây dựng mơ hình tiến hành thực nghiệm mẫu BMW x6 ống khí động Từ xác định hệ số lực cản, lức nâng xe Kiến nghị Trong trình nghiên cứu, thời gian có hạn nên tốn mơ dừng lại dạng 2D Đây nguyên nhân dẫn đến sai số kết thu Chính vậy, có điều kiện tiếp, tốn cần phát triển dạng mơ hình 3D để tiến sát đến với thực tế Bên cạnh đó, phương pháp thực nghiệm, việc gá lắp thiết bị đo số bất cập Đặc biệt việc gá lắp để đo giá trị lực nâng Do đó, việc tiếp tục nghiên cứu, cải tiến gá lắp thiết bị đo gá lắp xe cần thiết 83 PHỤ LỤC Hình 3.24: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 40km/h Hình 3.25: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 40km/h Hình 3.26: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 50km/h 84 Hình 3.27: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 50km/h Hình 3.28: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi hệ thống vận tốc 60km/h Hình 3.29: Đồ thị giá trị điện áp lực cản quy đổi gá vận tốc 60km/h 85 Hình 3.30: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 40km/h Hình 3.31: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 50 km/h Hình 3.32: Đồ thị giá trị điện áp lực nâng quy đổi hệ thống vận tốc 60km/h 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO David Piech.JD (2012), Aerodynamic Development at Navistar, Journal of Engineering Research and Studies, (1), pp 91-95 G Dimitriadis (2009), Vehicle Aerodynamic, Université de Liège, Warrendale, Cambridge Inchul Kim, Xin Geng (2002), Optimization of Body Shape through Computation of Aerodynamic Forces on Low Mass Vehicle, Department Of Mechanical Engineering, University Of Michigan-Dearborn, Dearborn, Mi 48128 Ion TABACU , Victor IORGA (2010), Numerical simulation of flows around two different shaped cars using cfd, Scientific Bulleti, p20 (B) John F Douglas, Janusz M Gasiorek (2005), Fluid Mechanics, Published by Pearson Educations Matus, R (1994), Modeling ExternalAerodynamics, Fluent Inc., User's Group, BurlingtonVT Milan Batista, Marko Perkovič (2011), “A simple static analysis of moving road vehicle under crosswind”, University of Ljubljana, Faculty of Maritime studies and Transport, Pot pomorščakov 4, 6320 Portorož, Slovenia, EU Sadraey M (2009), Chapter Drag Force and Drag Coefficient From, Daniel Webter college Walter Meile, Günter Brenn, Aaron Reppenhagen (2011), Experiments and numerical simulations on the aerodynamics of the Ahmed body W Meile1, CFD Letter, (1), pp1 10 Wolf-Heinrich Hucho (1993),” Aerodynamics of road vehicles”, Annu Rev Fluid Mech, 25, pp: 485-537 87 ... hình dáng khí động tơ từ tối ưu hóa hình dáng khí động xe Với yêu cầu thiết định tiến hành đề tài nghiên cứu ? ?Xác định hệ số cản khí động tô? ?? Chúng tiến hành nghiên cứu xác định hệ số lực cản, lực... 50 hệ số cản khí động dao động từ 0.4 đến 0.55 hệ số dao động khoảng 0.25 đến 0.35 (Hình 1.2) Dễ dàng nhận thấy hình hệ số lực cản giảm thay đổi hình dạng thiết kế xe Hình 1.2: Hệ số cản khí động. .. yếu thông qua hai thông số hệ số lực cản lực nâng Theo tính tốn hệ số cản khí động giảm khoảng 2% lượng nhiên liệu tiêu thụ giảm xuống 1% Một xe có hình dạng khí động tốt có hệ số lực cản CD