永ng d映ng Mô hình s嘘 cho chong chóng di 隠w"n逢嬰p"8逢運 ng kính 1m7

K院t qu違vjw"8逢嬰c t瑛 mô hình s嘘v逢挨pi"vj ej"v嘘t v噂i các d英 li羽u th詠c nghi羽m. Swc"8„" cho th医y kh違p<pi"ƒr"f映pi"ej逢挨pi"vt·pj"o»"j·pj"u嘘 8吋 8逢c"tc"m院t qu違8員c tính l詠c 8育y c栄a chong chóng t瑛 các thông s嘘 hình h丑c và biên d衣ng cánh c栄a nó.

Quá trình xây d詠ng mô tính toán s嘘e pi"8逢嬰c th詠c hi羽p"v逢挨ng t詠 pj逢"eƒe"d逢噂e"8«" th詠c hi羽p"8嘘i v噂i chong chóng mô hình. T瑛 mô hình 3D xây d詠ng t瑛 ph亥n m隠m Solid Word, tác gi違 ti院p"j pj"ejkc"n逢噂i g欝o"eƒe"x́pi"n逢噂i trên b隠 m員t chong chóng, x́pi"n逢噂k"8瓜ng, x́pi"n逢噂k"v pj"dcq"d丑c bên ngoài. L噂r"dk‒p"8亥u tiên cách b隠 m員t chong chóng t衣i v鵜 trí y+ = 100, v逢挨pi"8逢挨pi"d隠 dày l噂p biên 0.15 mm, s嘘 l噂p biên 8逢嬰c chia là 10 l噂p. Ph亥n t穎 s穎 d映ng là ph亥n t穎 n逢噂i tam giác trên b隠 m員t chong chóng và ph亥n t穎 n逢噂i t泳 di羽n s穎 d映pi"8吋 r運i r衣c mi隠n tính toán, k吋 c違 mi隠p"n逢噂i 8瓜ng và mi隠p"n逢噂k"v pj. T鰻ng s嘘 ph亥n t穎 n逢噂i s穎 d映pi"8吋 r運i r衣c mi隠n tính toán 4 tri羽u ph亥n t穎n逢噂i. -2000 -1000 0 1000 2000 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 P -1000 -500 0 500 1000 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 P

87 Solver MRFSimpleFoam, mô hình r嘘i Spalart Allmaras v磯p"8逢嬰c s穎 d映ng trong mô hình tính toán. Các m員v" 8k隠u ki羽n biên, mô hình r運i r衣e" rj逢挨pi" vt·pj" xk" rj¤p" (fvscheme), rj逢挨pi" rjƒr" ik違i các bi院n (fvsolution), các công c映 toposet, changeDictiontary, CreatBaffles, controlDictv磯p"8逢嬰c s穎 d映pi"8吋 e k"8員v"eƒe"8k隠u ki羽n tính toán c栄a mô hình s嘘.

Hình 64. O»"j·pj"n⇔ずi chong chóng 1m7

Sau quá trình tính toán, mô hình s嘘 cho k院t qu違 tính h羽 s嘘 l詠e"8育{"vtqpi"vt逢運ng h嬰p v pj"e栄a chong chong di隠w"n逢嬰p"e„"8逢運ng kính 1m7 (v壱n t嘘c vào b茨ng 0), t嘘e"8瓜 vòng swc{"vjc{"8鰻i t瑛3722"TRO"8院n 2700 RPM.

Thông qua k院t qu違 trên ta v pj"vqƒp"8逢嬰c h羽 s嘘 l詠e"8育y c栄a chong chóng theo t嘘e"8瓜 vòng quay.

Hình 65. Hう sぐ lばe"8ｂ{"v pj"eてa chong chóng 1m7 theo RPM

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.090.1 0.11 0.12 1000 1500 2000 2500 3000 C T RPM

88 Vtqpi"vt逢運ng h嬰p tính toán chong chóng có v壱n t嘘c vào, ejq"L"vjc{"8鰻i t瑛 0.5"8院n 1, t衣i v壱n t嘘c vào 30 m/s, 40 m/s, ta xây d詠pi"8逢嬰e"8逢運pi"8員c tính chong chóng theo J, mjk"L"vjc{"8鰻i.

Hình 66. Hう sぐ lばe"8ｂy cてa chong chóng 1m7 theo J

Theo bi吋w"8欝 Hình 66, k院t qu違 tính toán s嘘 so v噂i k院t qu違 phân tích lý thuy院t g亥n gi嘘ng v噂i nhau. K院t qu違 phân tích lý thuy院t l噂p"j挨p"m院t qu違 zƒe"8鵜pj"8逢嬰c t瑛 tính toán s嘘 kho違ng 10%.

Hình 67. Lばe"8ｂy cてa chong chóng 1m7 theo J

-0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 C T J CT_Num_30 CT_Theory CT_Num_40 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 T ( N ) J T_Num_30 T_Num_40

89 Hình 68. Công suＸt cてa chong chóng 1m7 theo J

Hình 69. Hiうu suＸt cてa chong chóng 1m7 theo J

Chong chóng này ho衣v"8瓜ng t衣k"8k吋m J = 0.5 thì s胤 cho hi羽u su医t cao nh医t. Hi羽n t衣i ejqpi"ej„pi"p {"8cpi"8逢嬰c áp d映ng cho thuy隠p"n逢噂t 02 ch厩 ng欝i do B瓜 môn k悦 thu壱t hàng không ch院 t衣o. 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 P ( W ) J P_Num_30 P_Num_40 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 E T A J ETA_Num_30 ETA_Num_40

90

6.3 K院t lu壱n x "j逢噂ng phát tri吋p"8隠 tài

Ej逢挨pi"vt·pj"QrgpHqco"n "o瓜v"ej逢挨pi"vt·pj"o«"piw欝n m荏 ph映c v映 tính toán CFD. Vì d衣pi"ej逢挨pi"vt·pj"o«"piw欝n m荏 p‒p"8”k"j臼k"pi逢運i s穎 d映ng ph違i b鰻 sung thêm nh英ng công c映, k悦 thu壱t típj"vqƒp"8¿pi"vjgq"v瑛ng bài toán riêng bi羽t thì m噂i có th吋 cho k院t qu違 t嘘t. Ngày nay, 8嘘i v噂i vi羽c tính toán, mô ph臼ng s嘘 các dòng chuy吋n 8瓜ng qua c嘘 th吋 quay b茨ng OpenFoam, các nhà khoa h丑e"vj逢運ng áp d映ng k悦 thu壱t COK"8吋 thi院t l壱p b隠 m員t chuy吋n ti院p gi英a vùng chuy吋p"8瓜ng quay và không chuy吋n 8瓜ng. Tuy nhiên, tùy thu瓜c t瑛ng bài toán, solver gi違k"o "COK"8逢嬰c áp d映ng khác nhau thì m噂i có th吋 cho k院t qu違 t嘘t.

Trong lu壱p"x<p, tác gi違 8«"u穎 d映ng k悦 thu壱v"n逢噂i AMI k院t h嬰p thêm các công c映 topoSet, changDictiontary, EtgcvDchhngu"8吋 xây d詠ng nên mô hình mô ph臼ng s嘘 cho dòng khí chuy吋p"8瓜pi"swc"n逢w"ej医t b茨pi"ej逢挨pi"vt·pj"QrgpHqco. Ngoài các y院u t嘘 trên, vtqpi"ej逢挨pi"vt·pj"o»"rj臼ng s嘘 ph違k"zfiv"8院n các y院u t嘘 l詠a ch丑n mô hình r嘘i, y+ c栄a l噂r"n逢噂k"8亥u tiên, 8k隠u kiên biên, các giá tr鵜 dcp"8亥u là r医t quan tr丑ng 違nh j逢荏ng t噂i k院t qu違 tính toán và t嘘e"8瓜 h瓜i t映 c栄a bài toán. Trong lu壱p"x<p"p {"vƒe"ik違 8«"u穎 d映ng mô hình r嘘i Spallat Î Allmaras, giá tr鵜 y+ = 100, eƒe"8k隠u ki羽n biên phù h嬰p v噂i b違n ch医t v壱t lý c栄a bài toán và các giá tr鵜 dcp"8亥w"8逢嬰c tính toán theo các thông s嘘dcp"8亥u c栄a bài toán.

Mô hình s嘘 trên có k院t qu違 h瓜i t映 r医t nhanh, sau kho違ng 600 l亥n l員p thì mô hình s嘘 8«"8衣v"8逢嬰c tiêu chu育n h瓜i t映8員v"tc"dcp"8亥u. K院t qu違 tính toán t瑛 mô hình s嘘 có sai s嘘 10% s嘘 v噂i k院t qu違 th詠c nghi羽m, tuy nhiên trong k悦 thu壱t tính toán CFD ngày nay thì sai s嘘 trên là ch医p nh壱p"8逢嬰c và mô hình s嘘 mà lu壱p"x<p"8«"z¤{"f詠pi"8衣t 8逢嬰e" 8瓜 tin c壱{" 8吋 có th吋 áp d映pi" v pj" vqƒp" ejq" eƒe" d k" vqƒp" mjƒe" pj逢<" Ykpf" turbine, chong chóng l噂n (v壱n t嘘c o k"e„"u嘘 M <0. :+È

Lu壱p"x<p"p {"vƒe"ik違 8«"xây d詠pi"8逢嬰c mô hình tính toán s嘘 b茨pi"Ej逢挨pi"vt·pj"o«" ngu欝n m荏 8吋 rj¤p" v ej" 8員c tính c栄a chong chóng. O»" j·pj" vt‒p" 8«" 8逢嬰c ki吋m nghi羽m v噂i lý thuy院t và th詠c nghi羽o"x "8衣v"8逢嬰e"8瓜 tin c壱y nh医v"8鵜nh. Mô hình s嘘 p {"8«"8逢嬰c áp d映ng tính toán và phân tích cho chong chóng di隠w"n逢嬰p"e„"8逢運ng

91 kính 1m7 và cho các k院t qu違 có th吋泳ng d映ng trong thi院t k院 thuy隠p"n逢噂t 02 ch厩 ng欝i và các thi院t b鵜 bay khác s穎 d映ng chong chóng này.

J逢噂ng phát tri吋n ti院p theo c栄c"8隠 tài là nghiên c泳u các 泳ng x穎 trong vùng h壱w"n逢w, o k" ejqpi" ej„pi" 8吋 swc" 8„" 8隠 xu医t nh英pi" rj逢挨pi" rjƒr" ik違m thi吋w" 8瓜 欝n c栄a chong chóng. Có th吋泳ng d映ng 泳ng d映ng mô hình s嘘 p {"8吋rj¤p"v ej"8員c tính ho衣t 8瓜ng c栄a wind turbine, chân v鵜t tàu th栄y.

VÉK"NK烏W"VJCO"MJ謂Q

[1] Best practice guidelines for turbomachinery CFD: http://www. cfd-online. com/Wiki/Best_practice_guidelines_for_turbomachinery_CFD

[2] Brandt, J. B. ,Selig, M. S. , ÐUocnn-Scale Propeller Performance at Low Speeds -Qpnkpg" FcvcdcugÑ, http://www. ae. illinois. edu/m-selig/props/ propDB. html, 2010.

[3] Bùi Ng丑c Minh, ÐKhＶq"uƒv"8ｐe"v pj"8ƒr"とng cてc"ejqpi"ej„piÑ, Lu壱p"x<p"v嘘t nghi羽p, Vt逢運pi"A衣i h丑c Bách khoa TPHCM, Vi羽t Nam, 2012.

[4] Charles L. Ladson et al. ,ÐComputer Program to Obtain Ordinates for NACA AirfoilsÑ, NASA Technical Memorandum 4741, 1996.

[5] Christoph Burger, ÐPropeller Performance Anlysis and Multidiscplintary Optimization using Genetic AlgorithmÑ, M. A. thesis, University ofStuttgart, Germany, 2001.

[6] David C. Ykneqz"ÐVwtdwngpeg"Oqfgnkpi"hqt"EHFÑ, DCW Industries, second Edition, 2000

[7] Development of the Propeller http://www. mh-aerotools. de/airfoils/prophist. htm

[8] Dnyansh A. Digraskar, ÐSimulations of flow over wind turbines, ÑO. A. thesis, University of Massachusetts Amherst, USA, 2010

[9] E. L. Houghton, N. B Carpenter, ÐAerodynamics for Engineering StudentsÑ, Butterworth Heinemann, 5th ed. ,2003.

[10] Hwpgpq"ÐCpcn{uku"qh"Uvgcf{"xkeqwu"hnqy"ctqwpf"c"Jkijn{"Umgygf"RtqrgnngtÑ." J. Kansai Society of Naval Archtects, 1999.

[11] Funeno ÐQp"Xkueqwu"hnqy"ctqwpf"Octkpg"rtqrgnngtu"Î Hub Vortex and Scale

ghhgevÑ, Proceedings of New S-Tech, 2002.

[12] Guidelines for Specification of Turbulence at Inflow Boundaries:

http://support. esi-cfd. com/esi-users/turb_parameters/

[13] Hugh B. Freeman, ÐThe effect of small angles of yaw and pitch on the chacracteristics of airplane propellersÑ, naca-report No. 389, 1931.

[14] J. B. Russell, ÐPerformance and Stability of AircraftÑ, Butterworth Heinemann, 2nd ed. ,2003.

[15] John B. Brandt, Michael S. Selig, ÐRtqrgnngt" Rgthqtocpeg" Fcvc" cv" Nqy" Tg{pqnfu" PwodgtuÑ, 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 4-7 January 2011, Orlando, FL.

[16] John D. Anderson Jr. ,ÐFundamental of AerodynamicsÑ, McGraw-Hill, 3rd ed. , 2001.

[17] John D. AndersonÐComputational Fluid Dynamics Î The basic with

crrnkecvkqpuÓ, McGrawHill Science/Engineering/Math (1995). [18] Law of the wall: http://en. wikipedia. org/wiki/Law_of_the_wall

[19] Ltd. ,OpenCFD. OpenFOAM 2. 2. 0 Documentation. User Guide 2. 2. 0 (2013)

[20] Martin Vysohlid và Krishnan Mahesh, ÐLarge Eddy Simulations of Crashback in Marine PropellerÑ"Rjf. Thesis, University of Minnesota, USA, 2007.

[21] Mehdi Nakisa, Mohammad Javad Abbasi, Ahmad Mobasher Amini

ÐAssessment of Marine propeller hydrodynamic performance in open water

xkc"EHFÑ, The internationnal Conference on Marine Technology, 2010. [22] Ngô Khánh Hi院u, ÐMô hình thばc nghiうm khＶq"uƒv"8ƒr"とng cてa chong chóng

máy bay mô hìnhÑ, Dƒq" eƒq" ejw{‒p" 8隠 3.2, Vt逢運pi" A衣i h丑c Bách khoa TPHCM, Vi羽t Nam, 2012.

[23] Ngô Khánh Hi院u, Ph衣m Qu嘘e"J逢pi, ÐMjＶo sát thばc nghiうo"8ｐc tính lばe"8ｂy cてa chong chóng oƒ{"dc{"o»"j·pjÑ, T衣p chí Khoa h丑c Công ngh羽 Giao thông v壱n t違i, A衣i h丑c Giao thông v壱n t違i Tp. HCM, S嘘 5-6, 2013.

[24] Nguy宇n Anh Thi, ÐTính toán sぐ 8じng lばc hがe"n⇔w"ejＸvÑ, Nhà Xu医t B違p"A衣i h丑c Qu嘘c gia TPHCM, 2011.

[25] Nguy宇n Th院 Long, Vt逢挨pi" J欝ng Quang Công nghう SCAN 3D và とng dつngA衣i h丑c Giao thông v壱n t違i, 2010.

[26] Qiang Wang, Hu Zhou, Fgejgpi" Ycp" ÐNumerical Simulation of Wind Turbine Blade Î Tower InteractionÑ, Jounal of Marine Science and Aplication, 2012.

[27] Stickle, George W Crigler, John L, ÐPropeller analysis from experimental dataÑ, naca-report No. 712, 1941.

[28] Tài li羽w"j逢噂ng d磯n s穎 d映ng máy Next Îengine 3D Scanner

[29] The Spalart-Allmaras Model : http://jullio. pe. kr/fluent6. 1/help/html/ug/node406. htm

[30] Timetable: Development of the Propeller: http://www. mh-aerotools. de/airfoils/prophist. htm

[31] Turbulence Properties, Conversions & Boundary Estimations http://www. cfd- online. com/Tools/turbulence. php

[32] Uto, S. and Komada ÐCrrnkecvkqp"qh"EHF"vq"vjg"hnqy"eqorwvcvkqp"ctqwpf"c"

Marine Propeller Î Grid Generation and Inviscid Flow Computation using

Gwngt"gswcvkqpÑ, J. Kansai Society of Naval Archtects, No. 218, 1992. [33] Wall functions: http://www. cfd-online. com/Wiki/Wall_functions

[34] Walter S. Diehl, ÐStatic Thrust of Airplane PropellersÑ, naca-report No. 447, 1932.

[35] Website http://www. ae. illinois. edu/m-selig/props/propDB. html

[36] Website http://www. apcprop. com/v/Engineering/engineering_design. html#airfoil

[37] Website c栄a hãng NextEngine: www. nextengine. com/

[38] WS Atkkpu." Uktgjcp" ÐBest practice guielines for marine applications of Computational Fluid DynamicsÑ." Korgtkcn" Eqnngig" qh" Uekgpeg" cpf" Technology.

PH井N LÝ L卯CH TRÍCH NGANG

H丑 và tên: A咽NG QU渦C B謂O Pi {."vjƒpi."p<o"ukpj<"2813213;:8 P挨k"ukpj<A唄NG NAI

A鵜a ch雨 liên l衣c: 7:."Vt逢運pi"U挨p."Rj逢運ng 2, Qu壱n Tân Bình, TPHCM. SWè"VTîPJ"AÉQ"V萎O

T瑛p<o"4226"Î 2009: Theo h丑e"Ej逢挨pi""vt·pj"m悦u逢"m悦 thu壱t hàng không ÎA衣i h丑c Bách Khoa TPHCM.

T瑛p<o"4233"Î 2013: Theo h丑e"Ej逢挨pi""vt·pj"Vj衣c s悦 k悦 thu壱t hàng không Î A衣i

h丑c Bách Khoa TPHCM.

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC

T瑛 p<o"422;"Î 2010: K悦 u逢"D違q"f逢叡ng máy bay Î Công ty c鰻 ph亥n hàng không A»pi"F逢挨pi0

T瑛 p<o"4232"Î 8院n nay: Chuyên viên An toàn Î T鰻ng công ty C違ng hàng không Vi羽t Nam.