Chương 2 : Xây dựng mơ hình mơ phỏng khí động lực họ cƠ tơ
3.4. Chia lưới và đặt các điều kiện ràng buộc của bài tốn mơ phỏng
Như đã trình bày ở Chương 2, sau khi phân tích cơ sở lý thuyết của khí động lực học, nhóm em quyết định chọn mơ đun Fluent (Fluent with Meshing) để chia lưới cho bài tốn mơ phỏng khí động lực học xe Tesla Cybertruck.
Hình 3.45 Mơ hình vỏ xe Tesla Cybertruck sau khi đã được chia lưới với dạng lưới Với những phần tử nằm sát bề mặt vỏ xe, kích thước lưới tiêu chuẩn là 50mm với hệ số phát triển lưới là 1.2, tổng số phần tử là 25606. Sở dĩ kích thước phần tử lưới ở sát bề mặt vỏ xe được chọn như vậy vì ở khu vực lớp biên, các thơng số của dịng chảy thay đổi rất nhanh trong không gian nên cần được mô tả một cách chi tiết để đảm bảo được độ chính xác của kết quả tính tốn mơ phỏng. Tuy nhiên, nếu cứ duy trì bước chia như vậy trong tồn bộ khơng gian tính tốn thì số lượng phần từ và khối lượng tính tốn sẽ cực lớn, vượt quá khả năng xử lý của máy tính thơng thường. Vì vậy, kích thước của phần tử ở vùng biên phải đủ nhỏ, đủ mịn để đảm bảo độ chính xác của kết quả mơ phỏng, nhưng ở các vùng xa biên bước lưới được chọn phải thưa dần để có được số lượng phần tử phù hợp với khả năng xử lý của máy tính.
Hình 3.46 Chia lưới các vùng biên của không gian mô phỏng
Những phần tử nằm ở vùng biên của khơng gian mơ phỏng, kích thước lưới nhỏ nhất là 50mm và lớn nhất là 300mm với hệ số phát triển lưới là 1.2, tổng số phần tử là 108510.
Đối với các phần tử nằm trong vùng khơng gian mơ phỏng, kích thước lưới lớn nhất là 300mm với hệ số phát triển lưới là 1.2, tổng số phần tử nằm trong vùng khơng gian mơ phỏng là 586889.
Hình 3.47 Chia lưới các phần tử nằm trong vùng không gian mơ phỏng
Sau khi đã có được mơ hình chia lưới, sinh viên tiến hành gán đặt các thuộc tính (điều kiện ràng buộc) cho mơ hình (như đã trình bày ở Chương 2), bao gồm:
- Thuộc tính của khơng khí: khối lượng riêng của khơng khí là 1,225 kg/m3, độ nhớt động học là 1,7894.10-5 (kg.m/s-1).
- Vận tốc dịng khí tại đầu vào (tại vị trí mặt cắt ngang của vùng khơng gian mơ phỏng mà tại đó ANSYS-FLUENT bắt đầu thực hiện việc tính tốn mơ phỏng).
- Giá trị vận tốc dịng khí tại đầu vào này do người dùng tự lựa chọn và hồn tồn xác định, có thể coi vận tốc này tương đương vận tốc dịng khí ổn định ở ∞ (V∞).
- Áp suất khơng khí tại đầu ra của vùng khơng gian mơ phỏng. Khi dịng khí tại đầu ra của vùng khơng gian mơ phỏng chuyển động ổn định (khơng cịn ảnh hưởng của hiện tượng xoáy của dịng khí) thì áp suất tại đó có thể xác định bằng áp suất khí quyển (áp suất của mơi trường xung quanh).
- Thuộc tính của bề mặt mơ hình vỏ xe và mặt đường: lựa chọn thuộc tính “wall - no slip” nghĩa là dạng “tường - khơng trượt”, đảm bảo tính chất của bề mặt vỏ xe phù hợp với giả thiết khơng biến dạng và có ma sát nhớt giữa dịng khí và bề mặt vỏ xe.
- Thuộc tính của các thành giới hạn vùng khơng gian mô phỏng Opening: lựa chọn thuộc tính “Specified Shear” để loại bỏ ảnh hưởng của tường bao lên dịng khí tác động lên vỏ xe.