Kết quả mô phỏng lực cản gió tác động lên tàu- 123docz.net

4. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp của tác giả

4.3. Kết quả mô phỏng lực cản gió tác động lên tàu

Trong phần này, các kết quả tính mô phỏng lực cản gió tác động lên thân tàu trong các trƣờng hợp khảo sát đƣợc so sánh. Hình 4.23 thể hiện kết quả so sánh lực cản gió giữa hai trƣờng hợp, tàu không tải ở trạng thái khai thác cân b ng và nghiêng 3 độ, NB1 và NB2. Kết quả này cho thấy rõ sự thay đổi lực cản gió khi thay đổi góc hƣớng gió và khi tàu nghiêng 3 độ so với trạng thái cân b ng tàu.

ình 4.23. Đồ thị hệ số lực cản gió tác động lên tàu Bảng 4.1. Bảng tính các hệ số lực khí động tác động lên tàu Góc hƣớng gió Cx Cx3 Cy Cy3 0 -0.8328 -0.8440 -0.0058 0.0046 20 -0.3455 -0.3071 0.2313 0.2793 40 -0.1964 -0.2608 0.6949 0.7249 60 -0.0861 -0.1417 1.3706 1.4446 90 0.0031 -0.1571 3.4341 3.9936 120 0.0753 -0.0101 1.1799 1.1945 160 0.3096 0.2865 0.2037 0.1841 180 0.4189 0.4983 -0.0005 -0.0113

Hình 4. 24 thể hiện đồ thị các hệ số lực khí động tác động lên tàu trong trạng thái khai thác tàu đầy tải cân b ng và ở tƣ thế nghiêng dọc 3 độ, NF1 và NF2. Bảng 4.2

thể hiện chi tiết các giá trị tính toán mô phỏng hệ số lực cản gió tác động lên tàu.

Hình 4.24. Đồ thị hệ số lực cản gió tác động lên tàu Bảng 4.2. Bảng tính các hệ số lực khí động tác động lên tàu Góc hƣớng gió Cx Cx3 Cy Cy3 0 -0.8832 -1.0609 -0.0016 0.0041 20 -0.4274 -0.4291 0.1949 0.2005 40 -0.3267 -0.3658 0.5660 0.5449 60 -0.5145 -0.2139 0.7494 0.9944 90 -0.0624 -0.1224 2.3970 2.6884 120 0.0577 0.0195 0.9323 0.8867 160 0.3417 0.3705 0.2368 0.1585 180 0.5083 0.6204 -0.0208 -0.0483

Từ các kết quả tính toán mô phỏng lực cản gió tác động lên tàu cho thấy, lực cản gió tác động lên tàu thay đổi phụ thuộc theo góc hƣớng gió tác động lên tàu. ng với các góc hƣớng gió khác nhau, lực cản thay đổi khác nhau. Kết quả thể hiện trên hình 4.23 và 4.24 cho thấy cần thiết phải nghiên cứu góc hƣớng gió khi khai thác tàu để mang lại hiệu quả về giảm lực cản gió tác động lên tàu.

Kết quả thể hiện trong các bảng 4.1 và 4.2 cho thấy lực cản gió tác động lên tàu thay đổi khi trạng thái khai thác tàu thay đổi từ cân b ng đến nghiêng 3 độ. Tại một số góc hƣớng gió thì lực cản tác động lên tàu khi trạng thái tàu nghiên 3 độ là lớn hơn so với khi tàu cân b ng nhƣ góc hƣớng gió độ, 4 độ, 6 độ, 9 độ và 180 độ. Nhƣ vậy trong nhiều trƣờng hợp thì trạng thái khai thác tàu cân b ng có lợi hơn về mặt lực cản khí động tác động lên tàu.

4.4. Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm lực cản gió cho tàu

Từ các phân tích và nhận xét trên đây, nhóm nghiên cứu đ tổng hợp, đƣa ra một số giải pháp, khuyến cáo cho các nhà thiết kế tối ƣu và sử dụng khai thác tàu nhƣ sau:

Trong thiết kế tàu, cần thiết tối ƣu phần thƣợng tầng, lầu cho tàu để có thể giảm tối đa diện tích hứng gió của tàu.

Góc hƣớng gió có ảnh hƣởng tới lực cản gió tác động lên tàu, vì vậy việc xem xét chạy tàu với góc hƣớng gió tƣơng ứng để giảm tối đa ực cản gió tác động lên tàu cần đƣợc nghiên cứu chi tiết trong việc khai thác tàu.

Để tối ƣu thân tàu, giảm lực cản gió cho thân tàu, cần thiết phải có thêm các tính toán, thiết kế chi tiết hơn nữa nhƣ thay đổi thiết kế thƣợng tầng tàu, tối ƣu vận tốc khai thác tàu … thì việc kết luận về mức độ giảm lực cản, nâng cao hiệu quả khai thác tàu sẽ thiết thực hơn.

CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận

Luận văn đ đƣợc hoàn thành các nội dung đƣợc giao, bao gồm tìm hiểu quy trình và trình tự các bƣớc trong việc sử dụng phƣơng pháp tính toán động lực học chất lỏng CFD thực hiện tính toán mô phỏng lực cản tác động lên thân tàu. Luận văn này có thể sử dụng làm các tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu tính toán lực cản gió tác động lên tàu, sử dụng làm các tài liệu tra cứu về sự ảnh hƣởng của lực cản gió đến quá trình khai thác tàu và cũng à tài iệu tham khảo cho các nhà khai thác sử dụng tàu trong khai thác tàu để có hiệu quả kinh tế nhất.

Về phƣơng pháp nghiên cứu, luận văn áp dụng công cụ mô phỏng động lực học dòng chảy CFD để tiến hành tính toán trong điều kiện thí nghiệm không cho phép. Kết quả tính toán đ dự báo đƣợc hình ảnh quan sát về phân bố áp suất, vân tốc, và động lực học.

Từ các kết quả tính toán mô phỏng lực cản gió tác động lên tàu cho thấy, lực cản gió tác động ên tàu thay đổi phụ thuộc theo góc hƣớng gió tác động lên tàu. ng với các góc hƣớng gió khác nhau, lực cản thay đổi khác nhau. Cho thấy cần thiết phải nghiên cứu góc hƣớng gió khi khai thác tàu để mang lại hiệu quả về giảm lực cản gió tác động lên tàu. Trong nhiều trƣờng hợp thì trạng thái khai thác tàu cân b ng có lợi hơn về mặt lực cản khí động tác động lên tàu.

5.2. Kiến nghị

Từ các phân tích và nhận xét trên đây tác giả xin đƣa ra một số giải pháp, khuyến cáo cho các nhà thiết kế tối ƣu và sử dụng khai thác tàu nhƣ sau:

Trong thiết kế tàu, cần thiết tối ƣu phần thƣợng tầng, lầu cho tàu để có thể giảm tối đa diện tích hứng gió của tàu.

Trong nhiều trƣờng hợp thì trạng thái khai thác tàu cân b ng có lợi hơn về mặt lực cản khí động tác động ên tàu. o đó trong quá trình thiết kế và khai thác tàu thì ta nên cho tàu hoạt động ở trạng thái không bị nghiêng dọc.

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy hƣớng dẫn luận văn của tôi, PGS.TS Lê Quang, thầy đ tạo mọi điều kiện, động viên và tận tình giúp đỡ, đƣa ra những đề nghị, chỉ dẫn để tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới Tiến sĩ Ngô Văn Hệ trong suốt quá trình nghiên cứu, thầy đ kiên nhẫn hƣớng dẫn, trợ giúp và động viên tôi rất nhiều. Sự hiểu biết sâu sắc về khoa học, cũng nhƣ kinh nghiệm của các thầy chính là tiền đề giúp tôi đạt đƣợc những thành tựu và kinh nghiệm quý báu.

Xin cám ơn các Thầy cô trong Bộ môn kỹ thuật thủy khí và tàu thủy, Viện Cơ khí động lực, Đại học Bách khoa Hà Nội đ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi làm việc trên Bộ môn để tiến hành tốt luận văn.

Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè, gia đình và đồng nghiệp đ uôn giúp đỡ, cổ vũ và động viên tôi những úc khó khăn để có thể vƣợt qua và hoàn thành tốt luận văn này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. K. Mizutani, D. Arai, Ngo. V.H, Y. Ikeda (2013). A Study on Reduction of the Wind Resistance Acting on a Wood Chip Carrier. Proceeding of the JASNAOE, Hiroshima, Japan, Vol.16, ISSN: 2185-1840, pp.282-285.

2. K. Mizutani, Y. Akiyama, Ngo. V.H, Y. Ikeda (2014). Effects of cargo handling equipment on wind resistance acting on a wood chip carrier. Proceeding of the JASNAOE, Hiroshima, Japan, Vol.18, ISSN: 2185-1840, pp.421-424.

3. Ngo. V.H, K. Mizutani, Y. Ikeda (2014). Reducing air resistance acting on a ship by using interaction effects between the hull and accommodation. Proceeding of the 7th AUN/SEED-Net RCMME 2014, Hanoi, Vienam, ISSN: 978-604-911-942-2, pp.497-501.

4. Ngo. V.H, Phan. A.T, Luong. N.L, Y. Ikeda (2015). A Study on interaction Effects on air resistance acting on a ship by shape and location of the accommodation. Journal of Science and Technology, Vietnam, Vol 27, ISSN:1859-3585, pp. 109-112.

5. ITTC, 2011, Practical Guideline for Ship CFD Application, No. 7.5-03-01-03. 6. http://www.cfd-online.com/Wiki/Best_practise_guidelines.

7. Trần Công Nghị, Sổ tay thiết kế tàu thủy, Nhà xuất bản Xây dựng, 2 11.

8. Thaweesak T, Tập huấn về tối ưu hóa năng lư ng và an toàn trên trên biển cho tàu cá cỡ nhỏ, SEAFDEC,2013.

9. Mohammad Saeed Seif, Mohammad Taghi Tavakoli, New technologies for reducing fuel consumption in marine vehicles, XVI Symposium SORTA,2004. 10. Nguyễn Tiến Lai (2 6) Động lực học tàu thủy, Trƣờng Đại học Hàng Hải 11. Trƣơng Sĩ Cáp (1976). Lực cản tàu thủy, Trƣờng Đại học Hàng hải

12. Joel H. Ferziger, Milovan PeriC, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer, No 382.