Thông s嘘dcp"8亥u c栄a bài toán
Chong chóng máy bay mô hình Master Aircrew 9x6
V壱n t嘘c dòng vào: 10 m/s ÷ 15 m/s T嘘e"8瓜 vòng quay t嘘k"8c<"3222 RPM
Ak隠u ki羽n không khí tiêu chu育p"vjgq"ecq"8瓜 m詠e"p逢噂c bi吋n.
Mô hình 3D c栄a chqpi"ej„pi"8逢嬰c xây d詠ng t瑛rj逢挨pi"rjƒr"swfiv"dk‒p"f衣ng không ti院p xúc (SCAN 3D) và s穎 d映pi"ej逢挨pi"vt·nh Solidworf"8吋 xây d詠ng lên. Trong quá trình quét biên d衣ng thì có nh英ng vùng leading edge và trailing edge là c衣nh s逸c và x穎n#"ej逢c"v嘘t nên máy quét không b逸v"8逢嬰c nhi隠w"8k吋m có th吋違pj"j逢荏ng t噂i sai s嘘 hình h丑c c栄a mô hình 3D. Sau khi xây d詠ng, 8嘘i chi院u các k院t qu違 hình h丑c công b嘘 c栄a chong chóng Master Airscrew E9×6 c栄c"A衣i h丑c Illinois thì sai s嘘 f逢噂i 2% so v噂i chi隠u dài cung cánh và 5% v噂k"i„e"8員c cánh.
Hình 16 Mô hình 3D cてa chong chóng Master Aircrew 9x6
Trong xây d詠ng o»"j·pj"n逢噂i tính toán, d逢噂e"8亥u tiên ta ph違k"zƒe"8鵜nh các mi隠n tính toán và lo衣i ph亥n t穎 s穎 d映pi"vtqpi"swƒ"vt·pj"ejkc"n逢噂i [1]. O»"j·pj"n逢噂i này s胤 8逢嬰e"ejkc"vj pj"25"x́pi"v pj"vqƒp"8吋 phù h嬰p v噂k"o»"j·pj"v pj"vqƒp"vtqpi"ej逢挨pi" trình OpenFoam g欝m: Mi隠p"n逢噂i b隠 m員t chong chóng, mi隠p"n逢噂k"8瓜ng quay xung
52 quanh chong chóng, mi隠p"n逢噂k"v pj"dcq"d丑c bên ngoài c栄c"24"x́pi"n逢噂i trên. Do hình h丑c chong chóng là m瓜t d衣ng hình h丑c ph泳c t衣p nên ph亥n t穎 n逢噂i tam giác (triangle) và t泳 di羽n (tetra) s胤 8逢嬰c s穎 d映pi"8吋 r運i r衣c b隠 m員t chong chóng và các mi隠n tính toán.
Mi隠p"n逢噂k"8瓜ng bao b丑c quanh chong chóng là m瓜t hình tr映 v噂k"8逢運ng kính 260 mm và chi隠u cao 30 mm bao b丑c chung quanh chong chóng. Mi隠p"n逢噂k"v pj"dcq"d丑c quanh mi隠p"n逢噂k"8瓜ng và chong chóng là hình tr映 e„"8逢運ng kính 2m và chi隠u cao 4m. Vtqpi"8„"ok隠p"n逢噂k"rj c"vt逢噂c chong chóng là 1m và mi隠p"n逢w"ej医t phía sau chong chóng là 3m.
Hình 17. Các miｚp"n⇔ずi tính toán
Miｚp"n⇔ずi trên bｚ mｐt chong chóng: Ph亥n t穎 n逢噂i tam giác s胤 8逢嬰c s穎 d映pi"8吋 r運i r衣c mi隠n tính toán trên b隠 m員t chong chóng. Nh英pi" x́pi" n逢噂i t衣i leading egde, trailing egde, o k"ejqpi"ej„pi"u胤 8逢嬰c chia m鵜n, m ej"vj逢噂c c栄a các ph亥n t穎 nh臼 j挨p"uq"x噂i các ph亥n t穎 n逢噂i 荏 vùng khác và s嘘 n逢嬰ng các ph亥n t穎 8栄 l噂p"8吋 có th吋 mô t違 chính xác các 泳ng x穎mj "8瓜ng h丑c t衣i các vùng trên [8]. Trong mi隠p"ejkc"n逢噂i b隠 m員t chong chóni"vj·"zƒe"8鵜nh kho違ng cách t瑛 b隠 m員v"ejqpi"ej„pi"8院p"8k吋o"n逢噂i 8亥u tiên r医t quan tr丑ng 違pj"j逢荏ng t噂i k院t qu違 tính toán [38]. Mô hình s嘘 s胤 gi違i rj逢挨pi"vt·pj"Pcxkgt"Î Uvqemgu"vjgq"rj逢挨pi"rjƒr"vtwpi"d·pj"Tg{pqnfu"m院t h嬰p v噂i m瓜t mô hình r嘘i. Trong tính toán mô ph臼ng s嘘 s穎 d映pi"rj逢挨pi"rjƒr"vtwpi"d·pj" Reynolds (RAS) tùy thu瓜c vào m映e"8 ej"v pj"vqƒp, mô hình r嘘i thì l詠a ch丑n giá tr鵜 y+ s胤mjƒe"pjcw"8吋 ti院t ki羽m th運i gian tính toán và cho k院t qu違 chính xác ch医p nh壱n
4m 30mm x260mm
53 8逢嬰c, phù h嬰p v噂i m映e"8 ej [1]. Trong lu壱p"x<p này rj逢挨pi"vt·pj"Pcxkgt"ÎStockes 8逢嬰c gi違k"vjgq"rj逢挨pi"rjƒr"vtwpi"d·pj"Tg{pqnfu"v噂i m映e"8 ej"v pj"vqƒp"mj違o sát tính toán l詠e"8育y, moment c違n quay c栄a chong chóng v噂i t嘘e"8瓜 vòng quay, t嘘e"8瓜 bay khác nhau. A嘘i v噂i mô ph臼ng này b隠 dày l噂p"dk‒p"8逢嬰c chia sao cho vi羽c s穎 d映ng ycnn"hwpevkqp"8逢嬰c hi羽u qu違, nên giá tr鵜 c栄a l噂r"n逢噂k"8亥u tiên tính t瑛 b隠 m員t chong chóng n茨m trong kho違ng 20< y+ < 200 s胤 cho k院t qu違 ch医p nh壱p" 8逢嬰c. [1][33].
Trong mô ph臼ng này, t嘘e" 8瓜 quay c栄a chong chóng mô ph臼ng vjc{" 8鰻i t瑛 2000 RPO"8院n 8000 RPM, s嘘 Reynolds t衣i v鵜 trí 0.75R s胤vjc{"8鰻i theo t嘘e"8瓜 vòng quay chong chóng t瑛 Re = 3x104 t噂i Re = 1.3x105. Vtqpi"o»"j·pj"n逢噂i này, giá tr鵜 y+ = 100 t衣i s嘘 Re = 1.3x105 8逢嬰c ch丑n ejq"o»"j·pj"n逢噂i, p‒p"zƒe"8鵜pj"8逢嬰c kho違ng cách t瑛 b隠 m員t chong chóng t噂i l噂r"dk‒p"8亥u tiên 0.3 mm, giá tr鵜 y+ 8逢嬰c tính theo công c映 Ðy+ Wall Distance EstimationÑ [39]. Giá tr鵜 y+ s胤 vjc{" 8鰻i theo s嘘 Re (v⇔￢pi"とng vずk"vjc{"8ごi sぐ vòng quay), t瑛 y+ = 52"8院n y+ = 100. S嘘 l噂r"dk‒p"8逢嬰c chia là 7 l噂p và t鰻ng s嘘 ph亥n t瑛 trong l噂p biên 322 098 ph亥n t穎.
54 Hình 19. Lずp biên trên bｚ mｐt chong chóng
Miｚp"n⇔ずk"8じng xung quanh chong chóng: Mi隠p"n逢噂i này hình tr映 bao b丑c chung quanh chong chóng và s胤 quay chung quanh chong chóng. Ph亥n t穎 n逢噂i t泳 di羽n s胤 8逢嬰c s穎 d映pi"8吋 r運i r衣c mi隠n tính toán. T鰻ng s嘘 ph亥n t穎 n逢噂i kho違ng 1 tri羽u ph亥n t穎.
55 Hình 21. Miｚp"n⇔ずi quay xung quanh chong chóng
Miｚp"n⇔ずk"v pj"d‒p"piq k: Mi隠p"n逢噂i này bao b丑e"d‒p"piq k"x́pi"n逢噂i quay xung quanh chong chóng và không quay. Ph亥n t穎 n逢噂i t泳 di羽n s胤8逢嬰c s穎 d映pi"8吋 r運i r衣c mi隠n tính toán này.
Pj逢"x壱y mi隠p"n逢噂k"ejkc"8«"ejkc"x́pi"v pj"vqƒp"vj pj"5"ok隠n riêng bi羽t phù h嬰p v噂i solver tính toán MRFSimpleFoam c栄c" ej逢挨pi" vt·pj" QrgpHqco [19]. Ta s穎 d映ng công c映 checkMesh c栄c"ej逢挨pi"vt·pj"QrgpHqco"8吋 ki吋m tra ch医v"n逢嬰pi"n逢噂i. A¤{" là m瓜t y院u t嘘 r医t quan tr丑ng 違nh h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. Vtqpi" 8ƒpj" ikƒ" ej医v" n逢嬰pi" n逢噂i, thì các t雨 s嘘 skewness, Non-orthogonality, Aspect Ratio r医t quan tr丑ng và ph違i n茨o" f逢噂itiêu chu育n cho phép [19]. Sau khi ki吋m tra, k院t qu違 ch医v"n逢嬰pi"n逢噂i t嘘t và phù h嬰p cho bài toán tính toán s嘘.
56 Vw{"pjk‒p"8吋 áp d映ng solver trên vào gi違k"rj逢挨pi"vt·pj"Pcxkgt"Î Stokes thì ph違i tr違i qua nh英pi" d逢噂c ph泳c t衣p, mà tác gi違 ph違i xây d詠ng thêm nh英ng công c映 m噂i (Utility+"8吋 8鵜pj"pij c"pj英ng mi隠n tính toán, thi院t l壱p 8k隠u ki羽n biên t衣i các m員t n逢噂i giao nhau, 8鵜pj"pij c"8k隠u ki羽p"dk‒p"x "x́pi"n逢噂k"swc{"8吋 phù h嬰p v噂i solver MRFSimpleFoam c映 th吋pj逢"ucw<
Toposet Utility: Là t壱p tin n茨o" vtqpi" vj逢" o映c system (system/topoSet). Công c映 p {"f́pi"8吋8鵜pj"pij c"x́pi"n逢噂i quay xung quanh chong chóng và các b隠 m員v"n逢噂i ti院p giáp gi英a mi隠p"n逢噂k"swc{"x "x́pi"n逢噂i không quay.
TＴo bｚ mｐt AMI (Arbitrary Mesh Interface): Là t壱p tin n茨o"vtqpi"vj逢"o映c system (system/changedictiontaryDict) 8吋 t衣o ra m員v"n逢噂i giao nhau AMI. M員t AMI là m瓜t k悦 thu壱t tính toán m噂k"8逢嬰e"8鵜pj"pij c"vtqpi"QrgpHqco"rjk‒p"d違n 2.1.0 cho phép k院t n嘘i mô ph臼ng gi英a các mi隠p"n逢噂i không liên t映c v噂i nhau, gi英a mi隠p"n逢噂i quay và mi隠p"n逢噂i không quay, nh英pi"x́pi"n逢噂i n茨m sát nhau. Nguyên lý chính c栄a AMI là chi院u các ph亥n t穎 t衣i m員t giao ti院p c栄a mi隠p" n逢噂i này lên mi隠p" n逢噂i khác và pi逢嬰c l衣i. B隠 m員v"COK"8逢嬰c t衣o ra khi s穎 d映ng công c映 changedictiontaryDict. CreateBaffles Utility: T衣o thêm m瓜t m員v" 8k隠u ki羽n biên bên trong t瑛 các b隠 m員t AMI. T衣i b隠 m員t AMI ta s胤iƒp"eƒe"8k隠u ki羽p"dk‒p"dcp"8亥u c栄a bài toán.
4.2 Xây d詠ng mô hình s嘘vtqpi"ej逢挨pi"vt·pj"QrgpHqco [1][8] 4.2.1 L詠a ch丑n mô hình r嘘i