Chƣơng 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.2.1.3. Phương pháp tính sức cản
Hầu hết các nghiên cứu tối ƣu hóa quả lê đều dựa trên hàm mục tiêu về sức cản, do đó xác định sức cản chính là công đoạn đầu tiên có vai trò và vị trí rất quan trọng. Tổng quan các phƣơng pháp tính sức cản tàu nói chung và trong các nghiên cứu tối ƣu hình dạng quả lê nói riêng có thể rút ra một số nhận xét sau:
Các công trình nghiên cứu trƣớc đây thƣờng tính sức cản theo các phƣơng pháp giải truyền thống nhƣ phƣơng pháp số của Mitchel tính sức cản của tàu Wigley, phƣơng pháp phần tử biên (BEM), phổ biến nhất là phƣơng pháp Panel…. [53]. Các phƣơng pháp truyền thống này đều tính sức cản theo phƣơng pháp hàm thế nên có chung một nhƣợc điểm quan trọng là xem lƣu chất không có độ nhớt và biểu diễn phƣơng trình chuyển động của dòng chất lỏng dƣới dạng hàm thế của tốc độ theo phƣơng trình Laplace nhƣ đã nêu trong các tài liệu liên quan [31]. Điều này thực sự là không thuyết phục khi mô hình hóa trƣờng dòng lƣu chất bao quanh thân tàu vì không tính đến sự tham gia của thành phần sức cản nhớt. Ngoài ra, việc sử dụng mô hình rối k-ε mô tả dòng rối là không thực sự hợp lý, vì mô hình này chỉ thích hợp để mô tả cho dòng tự do nằm bên ngoài lớp biên, còn trong lớp biên, nhất là vùng gần tƣờng thì mô hình k-ω tỏ ra phù hợp hơn.
Các nghiên cứu gần đây thƣờng sử dụng phƣơng pháp CFD với lời giải RANSE và mô hình rối SST k-ε kết hợp hai mô hình k-ω và k-ε theo đề xuất của Menten. Có thể nhận thấy, cách tiếp cận theo phƣơng pháp RANS là cách làm hiện đại, thƣờng cho đƣợc kết quả và lời giải khá thích hợp với những phƣơng pháp số, đặc biệt là phƣơng pháp thể tích hữu hạn (FVM) khi rời rạc hóa miền tính và phù hợp với những tàu chạy chậm với đặc trƣng xuất hiện dòng xoáy mạnh [32].
Vì thế hầu hêt các phần mềm tính CFD hiện nay đều sử dụng lời giải RANSE với mô hình rối SST k-ε để thực hiện tính sức cản tàu bằng kỹ thuật CFD [55].
Các nghiên cứu liên quan thƣờng chỉ công bố kết quả so sánh sức cản tính đƣợc với số liệu thực nghiệm mô hình để khẳng định độ chính xác của kết quả tính. Hầu nhƣ chƣa có một công trình nào công bố cụ thể về phƣơng pháp xác định, cũng nhƣ giá trị các thông số đầu vào cần thiết khi mô phỏng một tàu cụ thể nhƣ