6. Bố cục của luận án
1.3 Kết luận chương
Với việc phân tích các cơng trình nghiên cứu liên quan trên thế giới và trong nước (đến năm 2018), có thể thấy đề tài “Nghiên cứu tính tốn khí động lực tương tác cánh chính và cánh đi ngang có xét đến cân bằng mômen” là một vấn đề rất cần thiết trong lĩnh vực hàng không và chưa được nghiên cứu sâu ở trong nước. Một số nhận xét kết luận về phần tổng quan được rút ra như sau.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của cơng nghệ máy tính, phương pháp số được ứng dụng rộng rãi nhờ ứng dụng những phần mềm thương mại lớn (FLUENT, CFX-ANSYS, TAU, OVERFLOW-NASA, USM3D-NASA, STAR-CD, ELSA- ONERA...), hoặc có thể xây dựng những chương trình (code) chuyên dụng. Sử dụng phần mềm Fluent là một phương pháp được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu trên thế giới, do độ bao phủ ứng dụng của nó rất rộng. Trên nền tảng rời rạc bằng phương pháp thể tích hữu hạn, Fluent sử dụng nhiều giải pháp xấp xỉ để mở rộng lựa chọn cho người sử dụng. Sử dụng Fluent cũng là một lựa chọn của luận án. Tất nhiên, mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm. Vấn đề là trong phạm vi nghiên cứu của bài tốn, cần biết chọn phương pháp nào để có thể phát huy được ưu điểm và giảm được hạn chế (phân tích ưu điểm và giới hạn của các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án được trình bày trong chương 2).
Đối với phương pháp kì dị lưỡng cực - nguồn là phương pháp mà chúng tơi có thể chủ động phát triển mã nguồn (code). Đây là phương pháp tính tốn cho cánh 3D có xét đến chiều dày. Phương pháp kì dị cho kết quả tốt đối với các trường hợp cánh đơn có góc tới khơng q lớn, và có thể sử dụng để so sánh với kết quả của các phương pháp nghiên cứu khác. Tuy nhiên, phương pháp kì dị khơng hiệu quả đối với trường hợp xảy tách thành mạnh ở vùng giao thoa của nhiều dịng, vùng chảy vịng qua mút cánh, góc tới lớn...
*
Bên cạnh sự phát triển của phương pháp số, nghiên cứu thực nghiệm cũng là thế mạnh của các nước phát triển có khả năng tài chính mạnh. Ở phần trên đã phân tích về các nghiên cứu thực nghiệm liên quan có thể được thực hiện bằng việc đo lực khí động (sử dụng cân lực thông thường và cân lực đa thành phần đo được mômen), hoặc đo vận tốc (sử dụng ống Pitot siêu nhỏ, Laser, dây nóng, màng nóng, ghi ảnh PIV), hay đo áp suất (sử dụng cảm biến áp suất, lỗ đo áp suất).
Trong điều kiện hạn chế về trang thiết bị thí nghiệm ở trong nước, khơng phải ln ln dễ dàng cho nhà nghiên cứu có thể tự do lựa chọn được phương pháp đo. Ở đây, luận án đã chọn phương án thực nghiệm có hiệu quả cao nhất có thể khi sử dụng trang thiết bị thí nghiệm có tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đó là thực hiện thí nghiệm trong ống khí động hở AF6116. Ống khí động AF6116 có kích thước buồng thử nghiệm khơng lớn nhưng có độ chính xác cao, được nhập đồng bộ từ hãng Dantec Dynamics. Áp kế kỹ thuật số DM 3501 là loại áp kế có độ chính xác rất cao, có thể thực hiện số lần lấy mẫu đo lớn trong thời gian rất ngắn. Phần cịn lại của độ chính xác kết quả đo phụ thuộc vào việc gia công cánh và các lỗ đo áp khoan trên mặt cánh (các cánh được gia công trên máy phay điều khiển bằng máy tính
16
(CNC - Computer Numerical Control) và các lỗ đo áp suất được gia công trên máy gia công bằng xung điện (EDM - Electrical Discharge Machining). Hai loại máy công cụ này đều được điều khiển theo nguyên lý kỹ thuật số nên độ chính xác gia cơng cao).
Để hạn chế các nhược điểm của các cơng trình thực nghiệm trên thế giới nêu trong mục 1.1.1, mơ hình cánh (trong thực nghiệm của luận án) được làm rỗng để đặt các dây dẫn đo áp suất ở bên trong cánh, tránh việc các dây dẫn có thể làm nhiễu dịng như ở một số cơng trình thực nghiệm nói ở trên. Việc gá lắp cánh ngàm một nửa sải cánh vào thành ống khí động (tại gốc cánh) làm tăng gấp hai lần chiều dài sải cánh. Đầu kia của cánh (mút cánh) cách thành ống khí động một khoảng để tạo khơng gian trống cho sự chảy vịng đầu mút cánh. Vì vậy, hiệu ứng mút cánh, xốy mút cánh, dòng dạt xuống của cánh chính tác động lên cánh đi ngang ở phía sau được xảy theo cách tự nhiên. Việc gia công cánh rỗng cũng cho phép đo đồng thời áp suất phía lưng cánh và bụng cánh (khơng phải chỉ đo áp suất trên một mặt cánh rồi lật cánh để đo ở mặt cánh cịn lại như khi gia cơng cánh đặc đã được thực hiện ở một số cơng trình thực nghiệm nêu trong mục 1.1.1). Do đó, việc đo áp suất ở đầu mút cánh và áp suất trên cánh đuôi ngang (với các cánh rỗng) cho kết quả phản ánh thực tế của hiện tượng. Tuy nhiên, việc gia cơng mơ hình cánh có kích thước nhỏ mà rỗng ở bên trong, địi hỏi quy trình gia cơng chi tiết rất cẩn thận ngồi việc cần thiết phải sử dụng máy cơng cụ có độ chính xác cao để gia cơng hình dạng cánh và khoan các lỗ (mơ tả thí nghiệm, cũng như máy cơng cụ gia cơng cánh được trình bày trong chương 2). Nhiều cơng trình thực nghiệm ở nước ngồi sử dụng ống khí động có kích thước tương tự như ống khí động AF6116, nhưng các mơ hình cánh gia cơng ở dạng cánh đặc, hoặc phương pháp gá lắp cánh trong ống khí động chưa hiệu quả kéo theo những hạn chế đối với kết quả đo (xem mục 1.1.1).
17
2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU