Chương 4: THAY ĐỔI BIÊN DẠNG THÂN XE THAM KHẢO,TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ
4.1. Lựa chọn mô hình hoàn chỉnh
Các kết quả khảo sát trên đây cho thấy, có 2 thông số ảnh hưởng mạnh nhất đến hệ số cản khí động Cd là bán kính góc lượn giữa mặt kính chắn gió và nóc xe (R1) và góc nghiêng kính chắn gió (α). Đây là 2 thông số tạo thành kết cấu phần đầu của vỏ xe. Việc lựa chọn các thông số này có ảnh hưởng rất lớn đến hệ số Cd cũng như kết cấu của vỏ xe, việc thay đổi góc nghiêng kính chắn gió α có ảnh hưởng rất lớn đến không gian sử dụng trong xe vì vậy Sinh viên đã chọn 2 thông số là bán kính góc lượn giữa kính chắn gió với nóc xe R1 và góc lượn giữa kính hậu với nóc xe R2.
Với quy luật biến thiên Cd như trên, Sinh viên đề xuất vùng lựa chọn như trên hình 4.1. Vùng chọn này được xác định trong khoảng Rmin - Rmax. Có thể nhận thấy rằng, trong vùng chọn, Rmax tương ứng với Cdmin và ngược lại Rmin tương ứng với Cdmax. Giá trị Rmax được xác định dựa trên ảnh hưởng của nó tới kết cấu vỏ xe thông qua 2 tiêu chí cơ bản là thể tích không gian sử dụng và tính thẩm mỹ, còn giá trị Rmin
được lựa chọn sao cho Cd là nhỏ nhất.
Hình 4.1 - Vùng lựa chọn các bán kính góc lượn
Bán kính góc lượn giữa kính chắn gió với nóc xe R1 và kính hậu với nóc xe R2 không ảnh hưởng nhiều đến diện tích sử dụng mà chủ yếu làm thay đổi hình dạng phần đầu xe, nghĩa là ảnh hưởng trực tiếp đến tính thẩm mỹ. Dựa vào vỏ xe tham khảo cũng như khảo sát một số dạng vỏ xe hiện hiện đang lưu hành ở Việt Nam, Sinh viên nhận thấy R1 và
Đánh giá ảnh hưởng biên dạng thân xe đến lực cản trên dòng xe du lịch ( Honda City ) bằng phần mềm Ansys - Fluent
SVTH: Lê Sĩ Quân GVHD: ThS. Nguyễn Quang Trung 55
R2 dao động trong khoảng khá rộng từ 1200-2000 mm. Vì vậy, để có cơ sở lựa chọn giá trị R1 và R2 , Sinh viên tiến hành mô phỏng và tính toán cho vỏ xe mới với các giá trị của bán kính R1 thay đổi từ 800 đến 1600mm và R2 thay đổi từ 1200 đến 2000. Dựa trên kết quả tính toán này Sinh viên sẽ chọn giá trị cuối cùng cho R1 và R2.
Với những phân tích trên đây, Sinh viên đã chọn giá trị của các thông số kết cấu vỏ xe như sau:
- Góc nghiêng của kính chắn gió: 62o (Vị trí bắt đầu nghiêng cách mặt đường 1000 mm)
- Góc nghiêng của kính sau: 68o (Vị trí bắt đầu nghiêng cách mặt đường 1040 mm)
- Bán kính góc lượn giữa nóc xe và kính sau R2 thay đổi từ 1200 đến 2000 và bán kính góc lượn giữa nóc xe và kính chắn gió phía trước R1 khảo sát với sự thay đổi từ 800 mm đến 1600 mm với bước nhảy là 200 mm.
Kết quả tính toán khí động học cho mô hình vỏ xe với các thông số như trên được cho trong bảng 4.1.
Bảng 4.1- Sự phụ thuộc của Cd vào bán kính góc lượn giữa nóc xe, kính chắn gió và kính hậu
Bán kính góc lượn R1 (mm) 800 1000 1200 1400 1600 Bán kính góc lượn R2 (mm) 1200 1400 1600 1800 2000
Hệ số cản Cd 0,3725 0,3353 0,3071 0,2913 0,2793
Từ các kết quả trên, Sinh viên nhận thấy giá trị Cd của vỏ xe khi bán kính góc lượn giữa nóc xe và kính chắn gió phía trước nằm trong khoảng từ 1400 - 1600 (mm) và bán kính góc lượn giữa kính hậu với nóc xe nằm trong khoảng 1800 – 2000 (mm) đáp ứng tốt hơn cả các tiêu chí đã nêu trên đây. Sinh viên đã chọn giá trị bán kính R1 là 1600 mm, R2 là 2000 tương ứng với hệ số cản bằng 0,2793.
Sau khi lựa chọn được các thông số kết cấu của vỏ xe,sinh viên đã xây dựng mô hình vỏ xe du lịch đầy đủ, tiến hành tính toán bằng Fluent và thu được giá trị hệ số cản Cd là 0,2793. Kết quả được thể hiện trên các hình từ 4.2 đến 4.5.
Đánh giá ảnh hưởng biên dạng thân xe đến lực cản trên dòng xe du lịch ( Honda City ) bằng phần mềm Ansys - Fluent
SVTH: Lê Sĩ Quân GVHD: ThS. Nguyễn Quang Trung 56
Hình 4.2 – Phân bố áp suất trên bề mặt vỏ xe.
Hình 4.3- Phân bố áp suất trong mặt phẳng đối xứng dọc của xe.
Hình 4.4- Phân bố vận tốc trong mặt phẳng đối xứng dọc của xe.
Đánh giá ảnh hưởng biên dạng thân xe đến lực cản trên dòng xe du lịch ( Honda City ) bằng phần mềm Ansys - Fluent
SVTH: Lê Sĩ Quân GVHD: ThS. Nguyễn Quang Trung 57
Hình 4.5- Đường dòng trong mặt phẳng trung tuyến dọc của xe.