Hình 17: Phân bố nhiệt độ trong két nước mặt bên.
* Nhận xét:
1. Phân bố nhiệt độ đồng đều: Nhìn chung, nhiệt độ được phân bố tương đối đồng đều qua
các lá tản nhiệt, cho thấy hệ thống làm mát đang hoạt động hiệu quả trong việc giảm nhiệt độ của chất lỏng khi chảy qua két nước.
2. Vùng nhiệt độ cao: Vùng màu đỏ tại các ống dẫn nước đầu vào thể hiện nhiệt độ cao nhất,
điều này là hợp lý vì nước từ động cơ thường rất nóng khi đi vào két nước. Việc nhận diện rõ vùng nhiệt độ cao giúp hiểu rõ các điểm nóng cần được kiểm soát.
3. Hiệu quả làm mát: Các lá tản nhiệt với màu sắc chuyển dần từ vàng sang xanh cho thấy
nhiệt độ giảm dần khi nước di chuyển qua, điều này chứng minh hiệu quả của việc truyền nhiệt từ nước ra không khí bên ngoài.
4. Tiềm năng tối ưu hóa: Mặc dù hệ thống tản nhiệt hoạt động tốt, nhưng nếu có các khu vực
với nhiệt độ cao kéo dài hoặc không giảm đều, có thể cần xem xét tối ưu hóa thiết kế các lá tản nhiệt hoặc cải thiện luồng khí qua két nước.
Hình 18: Phân bố nhiệt độ trong két nước mắt trước.
* Nhận xét:
1. Phân bố nhiệt độ tương đối đồng đều: Màu sắc chủ đạo của hình ảnh là vàng, biểu thị
rằng nhiệt độ trong phần lớn diện tích két nước là tương đối đồng đều. Điều này cho thấy hệ thống làm mát đang hoạt động hiệu quả trong việc phân tán nhiệt lượng.
2. Vùng nhiệt độ cao tại đầu vào: Ở phía đầu vào của két nước, có thể thấy một vùng nhỏ có
màu đỏ, chỉ ra nhiệt độ cao tại vị trí này. Đây là khu vực nơi chất lỏng nóng từ động cơ được đưa vào, do đó, việc nhận diện rõ ràng vùng nhiệt độ cao là quan trọng để đảm bảo rằng két nước có thể giảm nhiệt độ một cách hiệu quả.
3. Tính hiệu quả của thiết kế: Các lá tản nhiệt (fins) được mô phỏng với sự phân bố nhiệt độ
hợp lý, cho thấy rằng dòng chảy của chất lỏng và quá trình truyền nhiệt đang diễn ra như mong đợi. Điều này chứng tỏ rằng thiết kế của két nước đang đảm bảo hiệu quả tản nhiệt tốt.
4. Độ chính xác của lưới mô hình: Kết quả mô phỏng có độ phân giải tốt, cho thấy lưới mô
hình đã được thiết lập đúng cách. Lưới có độ dày đủ tại các vùng quan trọng như nơi tiếp xúc giữa các ống dẫn và lá tản nhiệt, giúp mô phỏng chính xác các hiện tượng truyền nhiệt và dòng chảy.
5. Kiểm tra và tối ưu hóa: Mặc dù phân bố nhiệt độ nhìn chung là tốt, nhưng sự hiện diện
của vùng nhiệt độ cao tại đầu vào có thể gợi ý rằng việc tối ưu hóa hơn nữa về thiết kế hoặc
vật liệu của két nước là cần thiết để giảm thiểu các điểm nóng này, từ đó cải thiện hiệu quả tổng thể của hệ thống làm mát.
Hình 19: Đồ thị nhiệt độ trung bình tại đầu ra theo số lần lặp.
* Nhận xét:
1. Xu hướng giảm dần: Nhiệt độ trung bình tại đầu ra giảm dần theo số lần lặp, điều này cho
thấy hệ thống làm mát đang hoạt động hiệu quả khi nhiệt độ của chất lỏng giảm dần trong quá trình mô phỏng. Ban đầu, nhiệt độ cao nhưng nhanh chóng giảm xuống khi quá trình giải quyết bắt đầu ổn định.
2. Sự hội tụ của mô hình: Đồ thị này cũng chỉ ra rằng mô hình đang dần hội tụ. Khi số lần
lặp tăng lên, sự thay đổi nhiệt độ trở nên ít hơn, cho thấy rằng hệ thống đã đạt đến trạng thái ổn định. Đây là một dấu hiệu tốt, cho thấy rằng mô phỏng đã đủ số lần lặp để đạt được kết quả chính xác.
3. Điểm chuyển tiếp: Ban đầu, nhiệt độ giảm mạnh nhưng sau khoảng 20-30 lần lặp, tốc độ
giảm nhiệt độ bắt đầu chậm lại, điều này có thể chỉ ra rằng hệ thống đã hấp thụ phần lớn năng lượng nhiệt và đang tiến gần đến nhiệt độ cân bằng.
4. Tầm quan trọng của việc kiểm tra: Việc đồ thị trở nên phẳng hơn ở cuối cho thấy hệ
thống có thể đã đạt đến nhiệt độ ổn định, nhưng cần kiểm tra thêm để đảm bảo rằng không có sự dao động hay vấn đề bất thường xảy ra trong các bước mô phỏng cuối cùng.
Hình 20: Đồ thị hội tụ của các tham số trong quá trình mô phỏng CFD.
* Nhận xét:
1. Sự giảm dần của các tham số: Tất cả các đường biểu diễn đều có xu hướng giảm dần theo
số lần lặp, cho thấy các tham số này đang dần hội tụ về giá trị ổn định. Điều này là dấu hiệu cho thấy quá trình mô phỏng đang tiến gần đến trạng thái cân bằng và kết quả mô phỏng trở nên tin cậy hơn.
2. Sự hội tụ tốt: Các tham số như vận tốc theo các trục và năng lượng đều hội tụ rất nhanh,
với giá trị giảm xuống đến mức rất nhỏ (khoảng 10^-4 đến 10^-6). Điều này chứng tỏ rằng giải pháp CFD đang ổn định và có độ chính xác cao.
3. Tính liên tục (continuity): Đường biểu diễn cho tính liên tục cũng có xu hướng giảm
nhưng chậm hơn so với các tham số khác, điều này là bình thường trong các mô phỏng CFD phức tạp, nơi việc đảm bảo tính liên tục hoàn toàn có thể yêu cầu nhiều lần lặp hơn.
4. Omega và k: Hai tham số này (liên quan đến mô hình rối) cũng cho thấy xu hướng hội tụ,
tuy nhiên, cần lưu ý rằng sự hội tụ của chúng có thể mất nhiều thời gian hơn một chút so với các tham số khác. Điều này có thể liên quan đến sự phức tạp của dòng chảy rối trong mô hình.
5. Điểm chuyển tiếp: Sự hội tụ của hầu hết các tham số có vẻ đạt được sau khoảng 30 lần lặp,
điều này gợi ý rằng mô phỏng có thể được dừng lại khi đạt đến khoảng này mà không cần tiếp tục thêm nhiều lần lặp nữa, giúp tiết kiệm thời gian tính toán.
4.2 Kết luận:
- Hiệu quả làm mát của két nước: Phân bố nhiệt độ trong két nước ô tô cho thấy hệ thống làm
mát hoạt động hiệu quả, với sự giảm nhiệt độ rõ rệt khi nước di chuyển qua các lá tản nhiệt.
Các vùng nhiệt độ cao chủ yếu tập trung ở đầu vào của két nước, nơi chất lỏng nóng từ động cơ đi vào, và nhanh chóng được giảm nhiệt khi đi qua các lá tản nhiệt.
- Hội tụ của mô phỏng CFD: Đồ thị hội tụ của các tham số trong quá trình mô phỏng cho thấy
tất cả các tham số chính như tính liên tục, vận tốc, năng lượng, và các thông số liên quan đến dòng chảy rối đều có xu hướng giảm dần và ổn định sau một số lần lặp nhất định. Điều này cho thấy mô hình CFD đã đạt được sự hội tụ tốt, đảm bảo độ tin cậy của kết quả mô phỏng.
- Hiệu quả của lưới mô hình: Kết quả mô phỏng với lưới mô hình hợp lý cho thấy sự phân bố
nhiệt độ đồng đều và khả năng hội tụ tốt của mô phỏng. Điều này chứng tỏ lưới mô hình đã được thiết lập đúng cách, đảm bảo độ chính xác trong việc mô phỏng các hiện tượng truyền nhiệt và dòng chảy trong két nước.
- Tối ưu hóa và đề xuất: Mặc dù kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống làm mát đang hoạt động
hiệu quả, nhưng vẫn cần phải tối ưu hóa thêm, đặc biệt là ở vùng nhiệt độ cao tại đầu vào, để cải thiện hơn nữa hiệu suất làm mát. Các bước tối ưu hóa có thể bao gồm điều chỉnh thiết kế của lá tản nhiệt hoặc cải thiện luồng không khí qua két nước.