BÀI tập THỰC HÀNH số 1 HƯỚNG dẫn ỨNG DỤNG FLOW SIMULATION mô PHỎNG đặc TÍNH KHÍ ĐỘNG lực học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC ---o0o---BÀI TẬP THỰC HÀNH SỐ 1 HƯỚNG DẪN ỨNG DỤNG FLOW SIMULATION MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC GVHD : TS..

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

-o0o -BÀI TẬP THỰC HÀNH SỐ 1

HƯỚNG DẪN ỨNG DỤNG FLOW SIMULATION

MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC

GVHD : TS ĐẶNG TIẾN PHÚC SVTH : TRẦN NHẬT LINH 19470481

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 19, tháng 03 , năm 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

HƯỚNG DẪN ỨNG DỤNG FLOW SIMULATION

MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC

SVTH : LÊ VĂN ĐỨC

KHOA : CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC GVHD : TS ĐẶNG TIẾN PHÚC

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH ẢNH ii

1.1 Thiết lập các bước thực hiện trên Modul Flow Simulation 1

1.1.1Xây dựng mô hình ô tô 3D 1

1.1.2Thiết lập điều kiện biên 1

1.1.3Thiết lập phương trình mục tiêu 2

2.1 Xuất các hình ảnh mô phỏng 11

2.1.1 Phân bố vận tốc dòng khí xung quanh mô hình 11

2.2.2 Phân bố áp suất dòng khí xung quanh mô hình 13

2.1.3 Phân bố áp suất trên mô hình 14

2.1.4 Phân bố vận tốc trên mô hình 16

2.1.5 Dòng khí quanh mô hình 16

2.1.6 Xuất file ".gif " mô phỏng 18

3.1 Tính lực cản và hệ số cản khí động lực học 19

4.1 Tính hệ số cản và hệ số nâng khí động lực học 23

5.1 Xuất đồ thị phân bố vận tốc, áp suất trên mô hình 26

DANH MỤC HÌNH Ả

Hình 1 1: Mô hình xe một chiếc xe thể thao 1

Hình 1 2: Khởi chạy Wizard 1

Hình 1 3: Thêm Modul Flow Simulation 2

Hình 1 4: Khởi chạy Wizard 2

Hình 1 5: Wizard-Project name 3

Hình 1 6: Wizard-Unit system 3

Hình 1 7: wizard -Analysis 4

Hình 1 8: Wizard -Default Fluid 4

Hình 1 9: Wizard -Wall condition 5

Hình 1 10: Wizard-Innitial condition 5

Hình 1 11: thiết lập miền tính toán xung quanh mô hình 6

Hình 1 12: Điều chỉnh Computation Domain 6

Hình 1 13: Nhập thông tin đầu vào của Insert Global Goals 7

Hình 1 14: Định nghĩa của Hucho về diện tích cản 8

Hình 1 15: Biên dạng theo diện tích cản của chiếc xe 8

Hình 1 16: Diện tích mặt cản chính diện của chiếc xe 9

Hình 1 17: Thiết lập phương trình mục tiêu 10

Hình 1 18: Bắt đầu chạy tính toán 10 Hình 1 19: kết quả hệ số cản Cd và lực cản Fd 11Y

Hình 2 1: Results-Cut Plots 12

Hình 2 2 : Giao diện của Cut Plots 12

Hình 2 3: Mô phỏng vận tốc xung quanh chiếc xe 13

Hình 2 4: Thay yếu tố cần mô phỏng 13

Hình 2 5: Mô phỏng áp suất xung quanh chiếc xe 14

Hình 2 6: Results-Surface Plots 14

Hình 2 7: Giao diện của Surface Plots 15

Hình 2 8: Mô phỏng áp suất lên trên mô hình 15

Hình 2 9: Mô phỏng vận tốc lên trên mô hình 16

Hình 2 10: Thiết lập Flow Trajectories 17

Hình 2 11: Mô phỏng dòng chảy theo vận tốc 17

Hình 2 12: Mô phỏng dòng chảy theo áp suất 18

Hình 2 13: Thiết lập lưu file ".gif" 18

Hình 2 14: lưu file ".gif" 1 Hình 3 1: Nhập thông tin đầu vào của Insert Global Goals 19

Hình 3 2: Định nghĩa của Hucho về diện tích cản 20

Hình 3 3: Biên dạng theo diện tích cản của chiếc xe 21

Hình 3 4: Diện tích mặt cản chính diện của chiếc xe 21

Hình 3 5: Thiết lập phương trình mục tiêu 22

Hình 3 6: Bắt đầu chạy tính toán 22

Hình 3 7: kết quả hệ số cản Cd và lực cản Fd 2 Hình 4 1: Thiết lập ban đầu lực nâng 24

Hình 4 2: Thiết lập điề kiện biên 24

Hình 4 3: Chọn chất lưu 25

Hình 4 4: Initial and ambient conditions 25

Hình 4 5: Thiết lập phương trình mục tiêu lực nâng 2 Hình 5 1: Sketch line theo biên dạng xe 26

Hình 5 2: Point Parameters 27

Hình 5 3: Thiết lập Point Parameters 27

Hình 5 4: Các giá trị vận tốc được xuất ra Excel 28

Hình 5 5: thiết lập biểu đồ trên Excel 28

Hình 5 6: Biểu đồ phân bố của vận tốc trên mô hình 29

Hình 5 7: Biểu đồ phân bố áp suất trên mô hình 29

1.1 Thiết lập các bước thực hiện trên Modul Flow Simulation

1.1.1 Xây dựng mô hình ô tô 3D

Tiến hành khởi chạy phần mềm Solidwork và bắt đầu thiết kế mô hình chiếc xe mà bạn cần để sự dụng cho việc mô phỏng lên nó các đặc tính của khí động lực học

Hình 1 1: Mô hình xe một chiếc xe thể thao

1.1.2 Thiết lập điều kiện biên

Đầu tiên chúng ta sẽ chạy Wizard để thiết lập điều kiện biên.

Hình 1 2: Khởi chạy Wizard

Bạn hãy vào SOLIDWORKS Add-Ins và chọn SOLIDWORKS Flow Simulation

Hình 1 3: Thêm Modul Flow Simulation

Kế tiếp bạn tiến hành chọn Option Flow Simulation và chọn Wizard trên thanh công cụ

Hình 1 4: Khởi chạy Wizard

1.1.3 Thiết lập phương trình mục tiêu

Bước 1: Sau khi bạn chọn Wizard bảng này sẽ xuất hiện và bạn nhập tên của dự án mô phỏng của bạn vào tại vị trí Project name

Hình 1 5: Wizard-Project name

Bước 2: Click chọn hệ SI(m-kg-s) ( Tại đây phần miềm muống chúng ta chọn hệ đơn vị muốn sử dụng để mô phỏng ) Sau đó click Next.

Hình 1 6: Wizard-Unit system.

Bước 3: Tại đây chúng ta sẽ chọn kiểu dòng khí mà chúng ta muốn phân tích - internal : dòng khí bên trong , - External dòng khí bên ngoài) click Next

Hình 1 7: wizard -Analysis

Bước 4: Tại đây chúng ta sẽ chọn chất mà chúng ta sẻ cho vật thể duy chuyển bên trong

đó ) Các bược sẻ thực hiện theo thứ tự từ 1 đến 4 như hình bên chưới

Hình 1 8: Wizard -Default Fluid

Bước 5: Ở bước này đối với các phiên bản từ 2017 trờ đi phần mềm sẽ tự tính toán các

điều kiện biên nên bạn chỉ cần click Next

Hình 1 9: Wizard -Wall condition

Bước 6: Chúng ta sẻ nhập giá trị vận tốc mà chúng ta muốn của dòng khí tại ô Velocity

in X Direction-dòng khí chạy theo hướng X thẹo trục tọa độ Tương tự như trục Y và Z

Click Finish.

Hình 1 10: Wizard-Innitial condition

Bước 7: Sau khi khởi tạo Wirzard xong Chúng ta sẻ bắt đầu thiết lập môi trường đầu vào

cho Project 1 đã được tạo ở trên Ở bước này từ mục Input Data bạn nhấp chuột phải vào

Computation Domain và chọn Edit Definition và dùng chuột điều chỉnh cho các mũi

tên hoặc nhập các giá trị sao cho miền tính toán xung quanh phù hợp với mô hình trên thực tế

Hình 1 11: thiết lập miền tính toán xung quanh mô hình

Hình 1 12: Điều chỉnh Computation Domain

Bước 8: Nhấp chuột phải vào Goals và chọn Insert Global Goals và cuối cùng chọn

vận tốc theo phương ngược với hướng chuyển động của chiếc xe ở đây là theo phương Z

nên chọn Force (Z).

Hình 1 13: Nhập thông tin đầu vào của Insert Global Goals.

Bước 9: Để tính hệ số cản Cd chúng ta sẽ dựa vào công thức tính lực cản như sau:

Fd = 12 ρ.V2.C d.A (1.1)

Trong đó:

Fd: Lực cản chính diện (N);

ρ: mật độ không khí (kg/m3 )

V: tốc độ tương đối (m/s);

Cd: hệ số cản chính diện;

A: diện tích cản chính diện (m2 )

Bước 10: Dựa vào công thức tính lực cản để tìm hệ số cản ta cần có diện tích cản A Để tính diện tích cản chúng ta sẽ dựa trên phương pháp chiếu của Hucho [1]

Hình 1 14: Định nghĩa của Hucho về diện tích cản

Ta sẽ tiến hành chọn mặt phằng theo hướng đối diện của chiếc xe (thẳng theo chiều chiếc

xe di chuyển), trong Option sketch trên thanh công cụ chọn line hoặc Spline để vẽ lại

biên dạng cảng chính diện của chiếc xe

Hình 1 15: Biên dạng theo diện tích cản của chiếc xe

Trên thanh công cụ của Solidwork ta chọn option Evaluate và chọn Section Properties, khí hộp thoại của Section Properties hiện lên bạn nhấp chuột vào biên dạng vừa vẽ, chọn

Recalculate phần mềm sẽ tính ra diện tích cản.

Hình 1 16: Diện tích mặt cản chính diện của chiếc xe.