Chƣơng 2 TÍNH SỨC CẢN TÀU BẰNG CFD 2.1.CFD VÀ ỨNG DỤNG TRONG TÍNH SỨC CẢN TÀU
2.2. ỨNG DỤNG CFD TÍNH SỨC CẢN CỦA TÀU TÍNH TOÁN
Mục đích việc tối ƣu hóa hình học quả lê là làm giảm tối đa sức cản tổng của tàu, do đó để giải quyết mục tiêu nghiên cứu luận án, trƣớc tiên cần đặt vấn đề nghiên cứu ứng dụng lý thuyết CFD giải bài toán ƣớc tính chính xác sức cản cho loại tàu đang tính. Về lý thuyết, khi áp dụng kỹ thuật CFD nói chung hoặc các phần mềm CFD nói riêng với giá trị đã cho của các thông số đầu vào đều có thể nhận đƣợc kết quả tính sức cản nhƣng hoàn toàn chƣa thể đánh giá đƣợc độ chính xác và độ tin cậy của kết quả này. Thực tế tính toán cho thấy, kết quả tính sức cản tàu bằng CFD phụ thuộc rất lớn vào độ chính xác của mô hình đầu vào 3D và giá trị các thông số mô phỏng trong lời giải CFD nhƣ kích thƣớc không gian miền tính, điều kiện biên và các thông số của mô hình rối… Do đó để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy khi ứớc tính sức cản cho loại tàu cụ thể, NCS tiến hành xây dựng và kiểm tra độ chính xác của mô hình tàu 3D ở dạng đầu vào, xác định các thông số mô phỏng cho lời giải CFD phù hợp với loại tàu đang tính toán. Trên cơ sở đó đề xuất phƣơng pháp tính chính xác sức cản bằng CFD cho một loại tàu cụ thể theo trình tự nhƣ sau:
(1) Phân tích và lựa chọn các mẫu tàu tính toán phù hợp và có các số liệu thử nghiệm mô hình sức cản.
(2) Xây dựng mô hình hình học 3D của các mẫu tàu lựa chọn để thực hiện tính sức cản bằng CFD.
(3) Xác định các thông số đầu vào cho lời giải của bài toán ƣớc tính sức cản tàu bằng các phần mềm tính CFD, trong trƣờng hợp này là phần mềm XFlow phù hợp với loại tàu dùng làm đối tƣợng nghiên cứu, cụ thể:
- Xác định các kích thƣớc không gian miền tính phù hợp với loại tàu nghiên cứu trên cơ sở đảm bảo kết quả tính sức cản từ CFD ổn định và không thay đổi. - Xác định các thông số mô hình rối phù hợp với loại tàu nghiên cứu trên cơ sở
đảm bảo mức sai lệch giữa kết quả tính sức cản với số liệu thử nghiệm nằm trong giới hạn cho phép dƣới 5%
(4) Tính sức cản cho mẫu tàu tƣơng tự với giá trị các thông số mô phỏng đã xác định và so sánh với các số liệu thử nghiệm để kiểm tra độ tin cậy của kết quả tính toán.
Để thuận tiện trong việc theo dõi và trình bày, có thể tóm tắt quá trình tính toán bằng sơ đồ khối nhƣ trên Hình 2.3.
Xác định sơ bộ các kích thƣớc miền tính theo các nghiên cứu hiện có
Thay đổi kích thƣớc để xây dựng các phƣơng án miền tính toán khác nhau
Xác định sơ bộ các thông số mô hình rối theo các công thức hiện có
Lựa chọn nhóm tàu nghiên cứu có đủ số liệu thử nghiệm sức cản
Xây dựng mô hình 3D hình học của bề mặt vỏ tàu nghiên cứu
Ƣớc tính sức cản tàu thứ nhất ở các phƣơng án miền tính toán đã xây
dựng
Chọn miền tính phù hợp với giá trị sức cản tàu ổn định, không thay đổi
Thay đổi giá trị để lập các phƣơng án thông số mô hình rối khác nhau
Tính sức cản tàu với phƣơng án miền tính và thông số mô hình rối đã chọn
∆RT > 5%
∆RT > 5%
Hiệu chỉnh lại giá trị thông số mô hình rối
Tính độ sai lệch ∆RT giữa các giá trị sức cản tính từ CFD và thực nghiệm
∆RT ≤ 5%
Xác định phƣơng án miền tính và các thông số mô hình rối phù hợp với tàu
Tính sức cản tàu hai với phƣơng án miền tính và mô hình rối đã chọn Tính độ sai lệch ∆RT giữa các giá trị sức cản tính từ CFD và thực nghiệm
∆RT ≤ 5%
Xác định phƣơng án miền tính và các thông số mô hình rối phù hợp với tàu