3. THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CHƢƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH TÍNH LỰC KHÍ ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG
3.5.Kết luận chƣơng
Nội dung chương 3 rộng, bao gồm phần mơ tả thực nghiệm khí động cánh 3D, kết quả thực nghiệm so sánh với kết quả lập trình số, và kết quả ứng dụng tính tốn để đưa ra các kết luận, kiểm chứng đối với lý thuyết khí động cánh 3D.
Ý nghĩa của cơng trình khơng chỉ ở sự kiểm chứng để có thể ứng dụng trong nghiên cứu và giảng dạy, mà một khi phương pháp và mã lập trình đã đảm bảo độ chính xác và định được phạm vi ứng dụng khai thác, nó có thể được áp dụng để giải các bài toán cánh trong thực tế ở mức độ sơ bộ, lựa chọn tối ưu và kiểm nghiệm. Có thể rút ra một số kết quả và ý nghĩa như sau:
1. Phương pháp thực nghiệm và kết quả thực nghiệm
Một số tài liệu và cẩm nang tra cứu có cơng bố kết quả về các hệ số khí động không thứ nguyên đối với một số loại profil 2D. Tuy vậy, trên thế giới, việc thực nghiệm với profil 2D vẫn thường được xúc tiến để kiểm định phương tiện đo, cũng như phục vụ mục đích riêng của mỗi nhóm nghiên cứu [31], [75], [81].
Thực nghiệm đo phân bố áp suất trên cánh 3D là những nghiên cứu mà trên thế giới vẫn đang thực hiện. Có thể thấy, cánh 3D mang ý nghĩa “đơn chiếc” khơng trùng lặp và khơng mang tính phổ biến như với profil 2D. Hệ số dạng cánh, cũng như chiều dài dây cung cánh thử nghiệm ở cơng trình này chỉ được phép tận dụng tối đa kích thước buồng thử của ống khí động sẵn có. Kết quả đo áp suất phân bố trên cánh 3D với hai loại profil (đối xứng và bất đối xứng) ở đây rất chính xác khi so sánh với kết quả tính tốn lập trình số và kết quả tính theo phần mềm Fluent. Điều này khơng chỉ kiểm chứng cho chính kết quả đo mà cịn có giá trị kiểm chứng cho độ chính xác của mã lập trình.
Với một ống khí động khơng lớn, với dụng cụ đo thông dụng là áp kế kỹ thuật số, cơng trình đã thực hiện thành cơng với độ chính xác cao việc đo áp suất trên cánh 3D, chính là nhờ việc lựa chọn phương pháp gá đặt tối ưu cánh thí nghiệm và cơng nghệ gia cơng cánh phù hợp.
Vì vậy ở đây có thể xác nhận một phương pháp thực nghiệm đo áp suất cánh 3D với độ chính xác cao trong điều kiện thiết bị và dụng cụ đo thông dụng
2. Chương trình tính tốn khí động cánh 3D và kết quả số
Chương trình tính tốn khí động cánh 3D ở đây được lập trình bằng ngơn ngữ Fortran và Matlab. Chương trình tích hợp giữa tính tốn và các giao diện nhập, xuất kết quả dưới dạng đồ họa được viết bằng ngơn Matlab (một số giao diện chính của chương trình được trình bày ở phụ lục 2). Chương trình đã được kiểm chứng độ chính xác bằng thực nghiệm đo phân bố áp suất trên cánh 3D, so sánh với một số kết quả công bố khác và đối chiếu với kết quả tính tốn theo Fluent. Phạm vi ứng dụng của mã lập trình là cánh chữ nhật, cánh thang có góc vuốt mép vào (và góc vuốt trung bình) o
2 0
, góc tới o
1 0
và dòng khơng nhớt với số Mach dịng tự do M 0 6 5, .
55
- Xác định được áp suất (vận tốc) và hệ số áp suất phân bố ba chiều trên cánh, trên tồn miền khơng gian kích động xung quanh cánh trong trường hợp dịng dừng và dịng khơng dừng trong q trình q độ bình ổn vết.
- Xác định được phân bố hệ số lực nâng trên sải cánh và hệ số lực nâng tổng của cánh đối với dịng dừng dịng khơng dừng trong q trình q độ bình ổn vết. - Việc đánh giá được phân bố áp lực trên cánh 3D theo phương dọc (chu tuyến profil
cánh) và phương ngang (chiều sải cánh) không chỉ thuần túy là xác định một bức tranh về tải khí động phân bố trên cánh 3D, mà nó cịn cần thiết cho bài toán kết cấu cánh 3D khi yếu tố ngoại lực cần phải biết là áp lực phân bố tại mọi điểm trên lưng và bụng cánh 3D.
Có thể nhận định: việc xây dựng được một chương trình tính tốn khí động cánh 3D ở
đây là một kết quả mới về phương diện triển khai lập trình một phương pháp tính, cũng như khả năng ứng dụng tính tốn, nhất là ở nước ta, đây là cơng trình lập trình số đầu tiên
tính tốn khí động cánh 3D có xét đến chiều dày cánh.
3. Một số kết quả ứng dụng nghiên cứu bằng sử dụng chương trình lập trình
Ứng dụng chương trình lập trình, trong chương 3 đã thực hiện tính tốn, phân tính và kiểm định một số hiện tượng vật lý đối với cánh 3D như sau:
- Đánh giá ảnh hưởng của chiều dày cánh tới phân bố hệ số áp suất và hệ số lực nâng - Đánh giá ảnh hưởng của hệ số dạng cánh
- Đánh giá ảnh hưởng của góc vuốt cánh - Đánh giá ảnh hưởng của vận tốc dòng tự do
- Đánh giá quá trình quá độ thiết lập trạng thái bình ổn vết khí động ảnh hưởng tới lưu số và lực nâng của cánh khi xét bài tốn dịng khơng dừng do tăng tốc đột ngột.
56
4. BÀI TOÁN BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI CÁNH VỚI MƠ HÌNH