• Nhận xét kết quả thử nghiệm bộ tiết kiệm xăng:
2.2.1.7 Các thiết bị bổ trợ khác
Hai loại phương tiện mặt đất đã được xem xét, một mơ hình xe bt đơn giản hóa và một mơ hình xe thể thao đa dụng (SUV) đơn giản hóa. Các cánh dẫn hướng được sử dụng để hướng khơng khí vào vùng đánh thức áp suất thấp nhằm tăng cường khả năng phục hồi áp suất, do đó sẽ làm giảm lực cản của hình thức và do đó lực cản khí động học tổng thể. Mô phỏng CFD được sử dụng để đánh giá hiệu quả của thiết bị giảm lực cản. Các mô phỏng trạng thái ổn định dựa trên các phương trình RANS, với sự đóng dịng chảy rối được cung cấp thơng qua các mơ hình độ nhớt xốy hai phương trình. Tiết diện cánh dẫn hướng, chiều dài dây dẫn và góc tấn được thay đổi để có được cấu hình tối ưu nhằm cải thiện hiệu suất khí động học. Kết quả mơ phỏng chỉ ra rằng hệ số cản khí động học tổng thể giảm tới 18% đối với các mẫu xe buýt và SUV có cánh gạt dẫn hướng bên. So sánh với dữ liệu có sẵn trong tài liệu đã được thực hiện để xác nhận. Các thí nghiệm bao gồm đo lực cản,
suất cơ bản cho thấy đã đạt được mức giảm đáng kể của tổng lực cản khí động học (cao tới 48%). Kết quả cũng chỉ ra rằng các mơ hình có khoang cơ sở có lực cản thấp hơn so với mơ hình khơng có nó. Sự phân bố áp suất cơ bản cho thấy tác động mạnh của mặt đất, dẫn đến giảm áp suất về phía nửa dưới của mặt đất. Các thiết bị được phát hiện có tác động mạnh đến dòng chảy của gầm xe. Sự chệch hướng đi lên nhanh chóng của luồng gầm xe trong khoảng thời gian gần đã được quan sát thấy đối với chiếc xe bằng các thiết bị giảm lực cản. Các thiết bị cũng được tìm thấy để giảm cường độ hỗn loạn trong vùng gần thức. Khalighi và cộng sự. [53] đã nghiên cứu dòng chảy khơng ổn định xung quanh một mơ hình phương tiện giao thơng đường bộ đơn giản có và khơng có thiết bị giảm lực cản. Các mơ phỏng được thực hiện bằng cách sử dụng RANS không ổn định kết hợp với mơ hình nhiễu loạn v2-f. Các thí nghiệm tương ứng được thực hiện trong một đường hầm gió nhỏ bao gồm các phép đo trường áp suất và vận tốc. Các thiết bị là các bộ phận hình học bổ sung là một hộp có khoang và đi thuyền khơng có khoang. Các thiết bị này được gắn vào mặt sau của mơ hình mặt sau hình vng nhằm mục đích cải thiện khả năng thu hồi áp suất và giảm sự khơng ổn định của dịng chảy. Họ phát hiện ra rằng các vùng tuần hoàn ở đáy bị rút ngắn và suy yếu và áp suất cơ bản được tăng lên đáng kể bởi các thiết bị dẫn đến hệ số cản thấp hơn (giảm tới 30% lực cản). Thêm vào đó, việc giảm cường độ nhiễu động khi thức dậy cũng như sự lệch hướng đi lên nhanh chóng của dịng chảy bên dưới với các thiết bị tại chỗ đã được quan sát thấy. Cấu hình đường cơ sở (hình vng trở lại) thể hiện sự vỗ mạnh ba chiều của sự đánh thức. So sánh với các phép đo cho thấy rằng các mô phỏng phù hợp một cách hợp lý với các thí nghiệm về lực cản và cấu trúc dịng chảy.
Hình 2.35 Sơ đồ với các cánh dẫn hướng bên được lắp đặt cho (phía trên) hộp và (bên
dưới) các mẫu SUV
Howell và cộng sự. [39] đã nghiên cứu các kỹ thuật khác nhau để giảm lực cản khí động học của các vật thể khác thông qua cơ chế phục hồi áp suất cơ bản. Chúng bao gồm, cho ví dụ, đi thuyền, khoang đế và chảy máu cơ sở. Trong này nghiên cứu một cơ thể Ahmed trong cấu hình vng là được sửa đổi để bao gồm một khoang cơ sở có độ sâu thay đổi, là thơng gió bằng các khe. Cuộc điều tra được tiến hành miễn phí dịng và gần mặt đất. Kết quả cho thấy, với một khoang trơn, lực cản tổng thể của cơ thể đã được giảm xuống cho một chiều rộng phạm vi độ sâu của khoang, nhưng lực cản tối thiểu khác điều kiện đã đạt được. Về việc thêm các khe thơng gió a giảm lực cản tương đương đã đạt được nhưng ở mức rất lớn độ sâu khoang giảm. Dữ liệu áp suất trong khoang được sử dụng để xác định thành phần kéo cơ sở và cho thấy rằng thành phần kéo thiết bị là đáng kể. Tất cả những kết quả xác nhận lợi thế của loại giải pháp này và chúng đề xuất rằng kiến thức chun mơn này nên được sử dụng trong Ơ tơ lĩnh vực giảm tiêu thụ nhiên liệu và cải thiện năng động sự ổn định của các phương tiện giao thông đường bộ. Fourrié và cộng sự [54] đã nghiên cứu thực nghiệm một dòng chảy thụ động điều khiển trên một mơ hình Ơ tơ chung. Kiểm sốt bao gồm một bộ làm lệch hướng được đặt ở mép trên của cửa sổ phía sau mơ hình. Nghiên cứu được thực hiện trong một đường hầm gió ở Reynolds số dựa trên chiều cao của mơ hình là 3,1 × 105 và 7,7 × 105 . Dịng chảy được khảo sát thơng qua PIV tiêu chuẩn và lập thể, Đầu dò áp suất Kiel và trực quan hóa dịng chảy bề mặt. Các Lực cản khí động học được đo bằng cách sử dụng
mức giảm lên đến 9% thu được tùy thuộc vào góc làm lệch hướng. Các bộ làm lệch hướng làm tăng vùng tách biệt trên cửa sổ phía sau. Kết quả cho thấy rằng khi vùng tách biệt này đủ rộng, nó sẽ làm gián đoạn sự phát triển của bộ quay ngược xoáy dọc xuất hiện ở các cạnh bên của đuôi xe cửa sổ. Họ đề xuất rằng kiểm sốt luồng trên các hình dạng như vậy nên xem xét tất cả các cấu trúc dịng chảy góp phần vào dịng đi của mơ hình. Nhiều loại xe khác nhau đã được thiết kế như cùn ngắn các cơ quan. Hệ số kéo của các cơ quan này cao vì gradient áp suất bất lợi gây ra sự phân tách lớp ranh giới từ bề mặt của chúng, nhưng giảm kích thước của sự phân tách vùng cho phép giảm đáng kể lực cản của cơ thể. Nó có thể được thực hiện thông qua sự dịch chuyển của sự phân tách lớp ranh giới của chúng xa hạ lưu. Sự dịch chuyển như vậy đã đạt được với một điều khiển dòng chảy thụ động. Rohatgi [55] đã chế tạo và thử nghiệm một mơ hình tỷ lệ (chiều dài 1710 mm) của General Motor SUV trong đường hầm gió trong điều kiện gió dự kiến và đường giải phóng mặt bằng cho hai thiết bị thụ động cụ thể là màn hình phía sau, nó là biển số phía sau xe và tấm chắn phía sau nơi cuối xe mở rộng khí động học (Hình 2.34 ). Người ta thấy rằng hậu phương màn hình có thể giảm lực cản lên đến 6,5% và hệ thống chắn sáng phía sau có thể giảm lực cản 26%. Tuy nhiên, việc thực hiện bất kỳ Các tùy chọn giảm lực cản bị giới hạn bởi tính thẩm mỹ và thực tế cân nhắc của phương tiện. Sharma và Bansal [56] đã đánh giá Hệ số cản của Ơ tơ chở khách đã được lắp đặt với tấm đi (Hình 2.35). Họ phát hiện ra rằng việc bổ sung các tấm đuôi dẫn đến giảm hệ số cản 3,87% và lực nâng hệ số 16,62% khi gió tạt đầu. Họ đã đưa ra một kết luận rằng lực kéo có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng add on thiết bị trên xe dẫn đến tiết kiệm nhiên liệu và cải thiện độ ổn định của xe chở khách.
Hình 2.36 Mơ hình xe với góc nhìn bên của màn hình phía sau (phía trên) và bốn phần hệ
thống chắn gió phía sau (bên dưới)
Hình 2.37 Xe gắn tấm hướng gió ở cuối mui xe và đuôi xe