Thực hiện chia lưới ở cả ba trường hợp như trên khá mịn ở phần bề mặt của ROV, sử dụng face sizing với kích thước phần tử 8x10-3 m. Ngoài ra, để tạo được độ phân giải tốt ở lớp biên (bề mặt ROV) và đạt được chỉ số Y+ tốt khi giải bài tốn với mơ hình rối k-𝜔, sử dụng inflation – first layer thickness với 10 lớp, kích thước
25 lớp đầu tiên có độ dày 10-4m, độ dày các lớp tăng dần theo cấp số nhân 2 từ trong ra ngoài.
Chất lượng lưới sau khi tạo ra khá tốt cho việc tính tốn CFD. Trong tất cả các trường hợp tính tốn đối với hai mơ hình trên, có khoảng 3 triệu phần tử lưới và gần 1 triệu nốt lưới, với các giá trị Orthogonal (thể hiện độ trực giao của phần tử lưới so với hướng dòng) khoảng 0.797, giá trị Skewness (thể hiện độ méo của phần tử lưới) khoảng 0.1934. Chỉ số Y+ được tính gần bằng 2 cho tất cả các trường hợp. Như vậy, lưới thu được thỏa mãn điều kiện về chất lượng lưới.
Tiến hành đặt tên các mặt trong mơ hình: - Inlet: đầu vào của dòng chảy - Outlet: đầu ra của dịng chảy
- Atm: vùng áp suất khí quyển phía trên mặt thống - Wall: các mặt được đặt làm tường
- ROV: vị trí đặt thiết bị lặn khơng người lái
Hình 22: Đặt tên các mặt – miền tính tốn chế độ bơi nổi và bơi gần mặt nước
Hình 23: Đặt tên các mặt – miền tính tốn chế độ bơi ngầm.
4.1.3 Thiết lập điều kiện biên
4.1.3.1. Trường hợp ROV hoạt động ở chế độ bơi nổi chế độ bơi gần mặt nước
26 - Chọn mơ hình Multiphase Model – Volume of Fluide để thực hiện giải với bài toán đa pha (air-primary phase và water-secondary phase) . Ở chế độ này, hai pha là độc lập khơng có sự chuyển hóa giữa các pha với nhau.
- Chọn Open Channel Flow với mơ hình tạo sóng. - Chọn Open Wave Channel BC.
- Inlet: chọn loại pressure outlet với vận tốc dòng nước nằm trong dải từ 1m/s đến 5 m/s tương đương với vận tốc khai thác của ROV từ 3.6 đến 18 km/h, chọn mặt free surface (mặt phân cách 2 pha) tại vị trí gốc tọa độ.
- Outlet, atm: chọn loại pressure outlet.
- Nhiệt độ được lấy là 270C tương đương với 3000K.
- Áp suất tại đầu ra của miền khơng gian tính tốn được đặt bằng áp suất khí quyển
- Khối lượng riêng khơng khí 1.225kg/m3, khối lượng riêng của nước là 998.2kg/m3
- Hệ số nhớt khơng khí là 1.7894x10-5 kg/ms, độ nhớt của nước là 1.003x10-
5kg/(ms)
- Thực hiện giải với 1000 vòng lặp.
4.1.3.2. Trường hợp ROV hoạt động ở chế độ bơi ngầm cách mặt thoáng 30m
- Chọn bộ giải Pressure-based, Steady.
- Nhiệt độ được lấy là 270C tương đương với 3000K.
- Áp suất tại đầu ra của miền khơng gian tính tốn được đặt bằng áp suất khí quyển
- Khối lượng riêng của nước là 998.2kg/m3, hệ số nhớt động học của nước là 1.003x10-5kg/(ms).
- Inlet: chọn loại pressure outlet với vận tốc dòng nước nằm trong dải từ 1m/s đến 5 m/s tương đương với vận tốc khai thác của ROV từ 3.6 đến 18 km/h.
- Outlet, atm: chọn loại pressure outlet, đặt áp suất Gauss bằng 0 (tương đương với áp suất tuyệt đối tại outlet là 1 atm).
4.1.4 Chỉ số Y+
Chỉ số Y+ trên thân ROV trong các trường hợp xung quanh giá trị 1.59, đạt yêu cầu với mơ hình rối k – 𝜔.
27