Mô phỏng khí động học ô tô

Mô phỏng khí động học ô tô Mô phỏng khí động học ô tô Mô phỏng khí động học ô tô luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

M ỤC LỤC

Trang Lời núi đầu

CHƯƠNG I: Khảo sỏt chung về khớ động học ụ tụ……… ……… 1

1.1 Khảo sỏt cỏc kiểu dỏng ụ tụ……… 1

1.2 Phương phỏp mụ hỡnh húa……… 2

1.3 Khảo sỏt cỏc kết quả nghiờn cứu……… ……… 4

1.3.1 Mụ hỡnh hỡnh học……… 4

1.3.2 Phương phỏp chia lưới mụ hỡnh……… 6

1.3.3 Phương phỏp tớnh toỏn……… 8

1.4 Khảo sỏt thớ nghiệm thực tế……….…… 9

CHƯƠNG II: Cỏc phương trỡnh khớ động học cơ bản……….……… 12

2.1 Động học và động lực học chất lỏng……….……… 13

2.1.1 Phương trình liên tục……….……… 13

2.1.2 Phương trình vi phân chuyển động của chất lỏng thực… ………… 16

2.1.3 Phương trình Navier-Stokes……… 17

2.1.4 Phương trình becnuli……… 19

2.2 Các phương trình cơ bản của chất khí……… 22

2.2.1 Phương trình trạng thái……… 22

2.2.2 Phương trình lưu lượng……… 22

2.2.3 Phương trình Becnuli đối với dòng nguyên tố……… 22

2.2.4 Phương trình năng lượng……… 23

2.3 Các thông số và chuyển động của dòng khí dòng khí……… 24

2.3.1 Vận tốc âm……… 24

2.3.2 Dòng h∙m, dòng tới hạn……… 24

2.3.3 Chuyển động của chất khí trong ống phun……… 26

2.3.4 Dạng ống phun hình học……… 27

2.3.5 Dạng ống phun lưu lượng……… …… 28

2.3.6 Dạng ống phun ma sát……… 29

2.4 Tớnh toỏn mụ hỡnh trong ống khớ động……… … 29

2.4.1 Xỏc định vận tốc trong ống khớ động……….… 30

2.4.2 Hệ số ỏp suất……… 31

2.4.3 Lực cản khớ động……….……… 31

2.4.4 Hệ số lực cản……… 32

2.5 Cơ sở toỏn học và cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn……… ……… 32

2.5.1 Cỏc phương trỡnh tổng quỏt……… 33

2.5.2 Mụ hỡnh Spalart-Allmaras……… ……… 35

2.5.3 Mụ hỡnh k-ε……… 36

2.5.4 Mụ hỡnh k-ω……… 37

2.5.5 Mụ hỡnh Reynolds Stress (RSM) ……… ………… 37

CHƯƠNG III: Xõy dựng mụ hỡnh mụ phỏng……… 40

3.1 Lý thuyết thứ nguyên……… 40

3.1.1 Đại lượng……… 40

3.1.2 Thứ nguyên……… 41

3.2 Công thức tổng quát của thứ nguyên……… 41

3.2.1 Tỷ số giữa hai giá trị bằng số của một đại lượng dẫn xuất……….… 41

3.2.2 Biểu thức bất kỳ giữa các đại lượng có thứ nguyên……… 41

3.3 Các tiêu chuẩn tương tự……….……… 43

3.3.1 Tương tự hình học……… ……… 43

3.3.2 Tương tự động học……… ……… 44

3.3.3 Tương tự động lực học……… 44

3.3.4 Tương tự hai chuyển động phẳng ……….……… 45

3.4 Xõy dựng mụ hỡnh hỡnh học……… …… 47

3.4.1 Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng……… 49

3.4.2 Phương pháp chia lưới……….……… 51

3.4.3 Lựa chọn mô hình tính toán……… 54

CHƯƠNG IV: Phân tích kết quả mô phỏng……… 59

4.1 Kết quả hệ số cản khí động của các mô hình……… 60

2 Biểu đồ phân bố áp suất tĩnh trên bề mặt ô tô……… 61

3 Biểu đồ phân bố áp suất tĩnh phía trên ô tô……… 62

4 Biểu đồ phân bố áp suất tĩnh phía dưới ô tô……… 63

5 Biểu đồ phân bố áp suất và vận tốc bề mặt sườn bên ô tô……… 64

6 Biểu đồ phân bố vận tốc khí trên mặt phẳng dọc đối xứng của ô tô…… 65

7 Biểu đồ phân bố vận tốc khí trên mặt phẳng dọc phía sau của ô tô……… 66

8 Biểu đồ phân bố vận tốc khí trên mặt phẳng ngang phía sau của ô tô…… 67

9 Biểu đồ phân bố vận tốc khí trên mặt cắt phía sau của ô tô……… 68

10 Biểu đồ một số vị trí khí động khác biệt……… 69

11 Kết luận……… 70

Tài liệu tham khảo……… 71

L ỜI NÓI ĐẦU

Thủy khí động lực có mối liên hệ chặt chẽ giữa khoa học và yêu cầu thực

tế Ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ nghiên cứu về khí động của máy bay, khí động của ô tô, ổn định dòng chảy trong tầu thủy đến những ứng dụng rất cụ

gắn liền với nhiều sự kiện nổi tiếng Nhà danh họa nổi tiếng Leona Đơvanhxi (1452- 1519) đã đưa ra khái niệm về lực cản của chất lỏng và ông rất muốn biết

đặt cơ sở lý thuyết cho thủy khí động lực, nhưng người mô tả được chất lỏng thực và chất khí phải kể đến Navier (người Pháp) và Stokes (người Anh) hai ông

đã tìm ra phương trình vi phân chuyển động từ năm 1821 đến năm 1845 Khi nhà

phần giải được nhiều bài toán khí động Ngày nay thủy khí động lực đã phát triển rất rộng rãi và ứng dụng trên nhiều lĩnh vực nghiên cứu cũng như đời sống Với nền tảng cơ sở lý thuyết rộng rãi, thêm vào đó là sự phát triển nhanh chóng

Hiện nay, khí động học ô tô là bài toán rất phổ biến, được nghiên cứu cả bằng phương pháp thực nghiệm trong ống khí động và mô phỏng mô hình tính toán Với mục đích giảm lực cản khí động (mặc dù lực cản chính của ô tô là lực

còn thiết kế những chi tiết khí động để tăng lực nén của ô tô xuống đường và ổn

định khả năng vào cua của ô tô Nghiên cứu khí động của ô tô cũng có những đặc điểm khác với máy bay, như: đặc điểm hình dạng của ô tô gồm những mặt dốc, ô tô thì chạy trên mặt đất với vận tốc thấp hơn, chuyển động của ô tô ít bậc

tự do và ít bị ảnh hưởng bởi khí động hơn so với máy bay

trên máy tính để so sánh với các kết quả thực nghiệm và đưa ra các nhận xét cơ bản về sự ảnh hưởng của các vùng khí động tới hệ số cản của ô tô trên các mô hình khác nhau Trong suốt quá trình tìm hiểu, dưới sự hướng dẫn tận tình của

cao học

Em xin chân thành cảm ơn!

thẳng xuống, nhằm hạn chế tối đa lực cản khí động, thông thường các dòng xe này có hệ số lực cản khí động Cd < 0,3

Hình 1.1: Mô hình ô tô Porsche 911

- Mẫu ô tô thứ hai rất phổ biến từ các dòng xe hạng trung đến các dòng

là dòng sedan, loại này hệ số lực cản khí động cũng tương đối nhỏ Cd = 0,32÷0,34

Hình 1.2: Mô hình ô tô Mercedes-Benz E320

- 2 -

nhưng có phần đuôi phá sau nhô cao hơn được sử dụng rộng rãi trên chủng loại xe thể thao đa dụng SUV

Hình 1.3: Mô hình ô tô Mercedes-Benz E63 Ngoài ra, chúng ta thấy trên thị trường còn có loại ô tô pick-up, theo

nhằm phục vụ các sở thích cũng như mục đích đặc biệt

1.2 Phương pháp mô hình hóa:

thương mại nhằm gây ấn tượng về sản phẩm thì vấn đề nghiên cứu đưa ra các kiểu dáng với kết cấu khí động học tối ưu cũng vô cùng quan trọng Bởi đó là một trong các thông số đánh giá chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu qủa hoạt động của ô tô cũng như tính an toàn cho người sử dụng

Trước những năm 80 của thế kỷ XX, trên thế giới các nhà nghiên cứu

Người ta tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của khí động học lên thân và cánh máy bay, nhằm kiểm soát hệ số lực cản và lực nâng, đồng thời phân tích độ

Nghiên cứu khí động học trên ô tô là một bài toán rất phức tạp, bởi cơ

sở nghiên cứu dựa trên phương trình Navier-Stokes, một phương trình chỉ giản được trong các điều kiện tối giản kèm theo Thí nghiệm khí động học

trường thí nghiệm phải giống môi trường khi ô tô hoạt động ngoài đường, do

đó kích thước của ống khí động phải rất lớn để sao cho các biên của ống khí động không ảnh hưởng tới dòng khí bao quanh ô tô, tránh xảy ra sai số nhiễu trong quá trình đo của thí nghiệm

Ví d ụ: Để thí nghiệm một ô tô có kích thước cơ bản bao quanh là:

5,184m x 1,786m x 1,824m Thì cần xây dựng một ống khí động có kích thước các chiều tương ứng là:

23m x 5,4m x 10,4m

Do đó, với các thí nghiệm về khí động học ô tô, thông thường các nhà nghiên cứu phải mô hình hóa vật thể theo kích thước nhỏ hơn so với thực tế Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, tỷ lệ mô hình hóa từ 1/18 ÷ 1/12 so với kích thước mô hình thực tế là hợp lý

dụng kỹ thuật mô phỏng khí động học máy bay và trên ô tô trên máy tính Nổi bật trong số đó có phần mềm mô phỏng “Tính toán động lực học dòng chảy”

- 4 -

CFD (Computational Fluid Dynamics) Các bước cơ bản để mô phỏng các bài toán trong CFD như sau:

những chiếc ô tô đơn giản nhất cho tới những chiếc ô tô phức tạp với kích thước hình học giống như thực tế Độ chính xác hình học sẽ ảnh hưởng nhiều

tới kết quả sau tính toán khi so sánh với các giá trị thực nghiệm

- Phân tích phương pháp chia lưới mô hình: phương pháp số và phần

tử hữu hạn được sử dụng trong phần mềm CFD để giải bài toán, do đó việc chia lưới mô hình để tạo ra các phần tử đủ khả năng mô phỏng giống thực tế

là điều rất quan trọng, nó cũng ảnh hưởng nhiều tới kết quả tính toán

- Phương pháp tính toán của CFD: dựa trên phương trình

Navier-Stokes theo số Reynolds trung bình (RANS) và phương pháp số để tính toán

1.3 Kh ảo sát các kết quả nghiên cứu:

liên quan đến vấn đề khí động học ô tô Các nền công nghiệp ô tô lớn như:

sản phẩm, trong đó, khí động học ô tô là một lĩnh vực rất được quan tâm Nhằm giảm chi phí trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng được những công

động học ô tô, các nhà nghiên cứu quan tâm nhiều tới ba yếu tố ảnh hưởng tới kết quả tính toán mô phỏng:

1.3.1 Mô hình hình h ọc:

nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm, các nhà nghiên cứu phải cải tiến sản phẩm cũng như phương pháp mô phỏng để sao cho sản phẩm được tốt nhất Do đó,

- 5 -

quả tính toán sẽ cho những phản ánh chất lượng nhất so với thực tế

Ví d ụ: Trong bài báo “Advances in External-Aero Simulation of round

có đưa ra hai mô hình khác nhau, trong cùng một điệu kiện tính toán, đã cho

ra hai kết quả hệ số cản khí động khác nhau

Với mô hình thô như sau:

Trong khi đó, khi tác giả tiến hành trên một mẫu xe ô tô sedan với kiểu dáng hình học gần giống so với hình dáng thực tế, trong một điều kiện tính toán nhất định phù hợp với loại xe này, cho kết quả hoàn toàn khác Một phần

- 6 -

xây dựng mô hình hình học Vấn đề này với các nhà nghiên cứu đơn lẻ sẽ vô cùng phức tạp, bởi các thông số kỹ thuật và thông số kích thước chi tiết của ô

tô luôn được các nhà sản xuất bảo mật, nhằm tạo lợi thế cạnh tranh Do đó khi

các nhà nghiên cứu đi trước, để đưa ra được các kết quả hợp lý và có hướng tối ưu hóa sản phẩm trong các bước nghiên cứu tiếp theo

1 3.2 Phương pháp chia lưới mô hình:

Sau khi chúng ta đã có được một mô hình hình học tương đối hoàn

phương pháp phần tử hữu hạn hay phương pháp số Việc tối ưu hóa phép chia lưới mô hình hình học trong mô phỏng tính toán CFD là một công viêc rất khó khăn, phức tạp, phải thực hiện nhiều lần và cần nhiều kinh nghiệm để có

hội tụ, hay chia dạng lưới nào thì phù hợp với từng mô hình? Đó luôn là điều các nhà nghiên cứu phải tiến hành khảo sát, và không thể có đáp án chung cho nhiều bài toán Trong nghiên cứu phương pháp số, chúng ta khó có thể đạt được ngay kết quả mong muốn, mà chúng ta phải thử cho rất nhiều trường

- 7 -

thay đổi như thế nào để điều chỉnh cho đạt được kết quả mong muốn

Bên cạnh đó, phương pháp chia lưới mô hình hình học cũng ảnh hưởng rất nhiều tới thời gian và tốc độ giải bài toán Mật độ của lưới sẽ tỷ lệ thuận

với thời gian tính toán của máy tính

Ví d ụ: Khi tác giả Tuba Bayraktar thuộc University of Wisconsin, viết bài

báo: “Guidelines for CFD Simulations of Ground Vehicle”, ông đã khảo sát chia lưới mô hình hình học một chiếc xe container trong việc phân tích khí động học xung quanh xe

- 8 -

triệu phần tử Với mô hình có số lượng lưới lớn như trên tác giả đã phải thực hiện việc tính toán song song trên nhiều máy tính tốc độ cao cung một lúc Qua đó chúng ta nhận thấy rằng, khi thực hiện việc chia lưới mô hình, chia

cạnh đó, để giải được bài toán thì cũng cần phải có các trang thiết bị phù hợp đáp ứng với khả năng thực hiện công việc tính toán Vậy làm sao để chia lưới phù hợp với trang thiết bị sẵn có là công việc yêu cầu chúng ta phải thử nhiều

lần

khác nhau áp dụng cho cùng một xe sedan, khảo sát khí động học ô tô với mô hình 1/5 Kết quả thu được không bị ảnh hưởng nhiều, khi tác giả giảm lượng lưới chia mô hình xuống, thì thời gian tính toán cũng giảm theo và đồng thời

theo 2 phương pháp DIVK và DWT

1 3.3 Phương pháp tính toán:

2500 thì dòng chảy bắt đầu chuyển sang dạng rối, nhưng trong bài toán khí

- 9 -

động học chúng ta có số Re rất lớn, do đó bài toán khí động học sử dụng mô

Số Reynolds được tính theo công thức sau:

µ

ρVL

= ReTrong đó:

+ V là vận tốc ô tô (m/s)

+ L chiều dài ô tô (do ô tô có dạng vật thể đối xứng trục)

Nếu một ô tô có chiều dài L = 5 (m), chạy với vận tốc V = 30 (m/s) thì số

Vậy nếu thí nghiệm trong ống khí động với mô hình 1/18 và số

khí động không thể đạt được vận tốc cao, nên chúng ta chỉ có thể thí nghiệm

mô hình ở vận tốc thấp Theo nhiều kết quả khảo sát đã đưa ra thì giá trị của

Tương tự như vậy, để có thể so sánh kết quả của bài toán mô phỏng khí động học với kết quả bài toán thực nghiệm, chúng ta phải mô phỏng bài toán

toàn, đó là một trong các điều kiện tính toán

1.4 Kh ảo sát thí nghiệm thực tế:

Trong các bài báo đã được thực hiện, tác giả của bài báo “Effect of Test Section Configuration on Aerodynamic Drag Measurements” - Jack William

- 10 -

back, Notch back và Square back

Hình 1.7: Mô hình thí nghiệm ô tô

- 11 -

phép đo dao động áp suất tại đầu vào và đầu ra của ống khí động, đồng thời

đo lực cản trực tiếp tác động lên giá treo của mô hình khảo sát Sau nhiều thí

bộ số liệu

Kết quả của thí nghiệm đã đưa ra các thông số hệ số cản khí động của 3 mô hình như sau:

Sau khi đã khảo sát các kết quả, trong luận văn này, em sẽ xây dựng một

tương tự được mô tả như trên, nhằm mục đích đánh giá ảnh hưởng của kiểu dáng hình học ô tô tới hệ số cản khí động

- 12 -

CHƯƠNG II: Cỏc phương trỡnh khớ động học cơ bản

Động lực học dòng chảy nghiên cứu về các vấn đề thuỷ khí động lực

nhớt và chất lỏng thực, còn gọi là chất lỏng nhớt (độ nhớt μ ≠ 0)

Thuỷ khí động lực nghiên cứu các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng

- Động học chất lỏng: nghiên cứu chuyển động của chất lỏng theo thời gian, không kể đến nguyên nhân gây ra chuyển động

- Động lực học chất lỏng: nghiên cứu chuyển động của chất lỏng và tác

- 13 -

Toán tử Laplas:

Đạo hàm toàn phần:

- Bán thực nghiệm: kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm

2.1 Động học và động lực học chất lỏng:

Nghiên cứu chuyển động của chất lỏng, nghĩa là nghiên cứu các đại

2.1.1 Ph −ơng trình liên tục:

- 14 -

hệ cô lập không thay đổi trong suốt quá trình chuyển động:

2.1.1.1 Dạng tổng quát (hay là dạng ơle)

Hình 2.1: Sơ đồ chuyển động một phân tố chất lỏng

ρ = ρ ( x, y, z, t) khối l−ợng riêng của chất lỏng

Lấy đạo hàm:

- 15 -

dt

V

d ∆

2.1.1.2 Đối với dòng nguyên tố và toàn dòng chảy

Đối với dòng nguyên tố:

Hình 2.2: Khảo sát đối với chất lỏng trong dòng nguyên tố Giữa hai mặt cắt 1-1 và 2-2 Giả thiết chuyển động dừng, chất lỏng

Sau thời gian dt l−ợng chất lỏng:

- đi vào 1-1: dm1 = ρu1dω1 dt

- đi ra 2-2: dm2 = ρu2dω2dt

- 16 -

ρu1dω1 = ρu2dω2 → u1dω1 = u2dω2 = dQ = Const

- Đối với toàn dòng:

v1ω1 = v2ω2 = Const

hay là: Q1 = Q2 = Const

mọi mặt cắt đều bằng nhau, suy ra vân tốc tỷ lệ nghịch với tiết diện

2.1.2 Ph −ơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng thực:

lực nhớt gây ra (hình vẽ)

Hình 2.3: Sơ đồ chuyển động của phân tử khối

chuyển động, ta khảo sát một phân tố hình hộp chất lỏng với vận tốc u, ở đây, lực mặt gồm áp lực P ,và lực ma sát T Lực khối m F tác dụng lên khối chất lỏng có thể tách ra đ−ợc lực quán tính:

- áp suất thuỷ động p tại một điểm là trung bình cộng của các áp suất pháp tuyến lên ba mặt vuông góc với nhau qua điểm đó:

- 18 -

- ứng suất pháp của chất lỏng nhớt đồng chất đã làm xuất hiện các ứng

2.1.4.1 Ph −ơng trình Bðcnuli viết cho dòng nguyên tố của chất lỏng thực:

Hình 2.4: Sơ đồ các dòng chất lỏng lý thuyết theo Becnuli

Đối với chất lỏng thực, do tính nhớt nên khi chất lỏng chuyển động, nó

của chất lỏng bị tiêu hao để khắc phục những lực ma sát đó, nghĩa là có sự tổn

suy ra:

chiÕu:

Ta ®−îc:

2.1.4.2 Ph −¬ng tr×nh BÐc-nu-li cho toµn dßng:

- 22 -

ph©n:

Nh− vËy ta lÇn l−ît xÐt ba lo¹i tÝch ph©n

- T¹i c¸c mÆt c¾t, ¸p suÊt ph©n bè theo quy luËt thuû tÜnh (2-6) v× coi

- 23 -

chảy

2.2 Các ph ương trình cơ bản của chất khí:

2.2.1 Ph ương trình trạng thái:

Đối với chất khí hoàn hảo, ta có:

R – hằng số chất khí, với không khí: R = 29,27 m/độ

hơn, phụ thuộc vào quá trình chuyển động

- Quá trình đẳng nhiệt (T = const): p = Cγ

- Quá trình đoạn nhiệt: p = Cγk

2.2.3 Ph ương trình Becnuli: đối với dòng nguyên tố của chất khí lý tưởng,

chuyển động dừng:

- 24 -

Xét quá trình đoạn nhiệt:

Thay vào ta có phương trình Becnuli:

Với quá trình đẳng nhiệt:

2.2.4 Ph −ơng trình năng lượng:

Hình 2.5: Đồ thị dịch chuyển của khối khí

khoảng thời gian dt trong hệ toạ độ cố định (hình vẽ) Dựa vào định luật bảo

của thể tích chất khí, nghĩa là:

Nhiệt hấp thụ + Công của áp lực = Thế năng + động năng + nội năng + công cơ học + công ma sát

- 25 -

Nhiệt lượng Q = Qn (toả nhiệt ra ngoài) +Qn (nội nhiệt do ma sát)

M < 1: Dòng dưới âm

M = 1: Dòng quá độ

M > 1: Dòng trên âm (siêu âm)

- 26 -

trong các giáo trình chuyên đề

2.3.2 Dòng h∙m, dòng tới hạn

hãm, còn p0, T0, ρ0 gọi là các thông số dòng hãm

Tìm mối liên hệ giữa các thông số dòng hãm với các thông số dòng khí

Biến đổi ta sẽ đ−ợc:

Hình 2.6: Sơ đồ dòng khí từ bình chứa ra

giữa chúng có mối liên hệ:

2.3.3 Chuyển động của chất khí trong ống phun:

Xét chuyển động một chiều của chất khí trong các loại ống phun khác nhau ống phun là loại ống mà chất khí trong đó có thể thay đổi chế độ chuyển

- Phương trình trạng thái: dp = d(γRT)

- 28 -

- Ph−¬ng tr×nh n¨ng l−îng:

dßng ch¶y: ω, G, Q, L, Lms

ë ®©y ta chØ xÐt chñ yÕu sù t¨ng vËn tèc cña dßng ch¶y trong èng phun

Nếu v < a, M < 1 thì dω < 0: diện tích thu hẹp

v = a, M = 1, dω = 0: diện tích không đổi gọi là mặt cắt tới hạn ω

v > a, M > 1, dω > 0: diện tích mở rộng

Vậy ống phun hình học hay mang tên nhà thiết kế La Van có dạng như trên

Có 2 chú ý quan trọng:

tới 1

điều kiện là v = a tại mặt cắt nhỏ nhất c-c

Ta nhận xét thêm rằng ở dòng khí trên âm, khi tiết diện tăng, vận tốc cũng

trong ống thẳng tiết diện biến đổi

- 30 -

Hình 2.8: Hình dạng ống phun lưu lượng

2.3.6 Dạng ống phun ma sát:

Nếu dòng chảy có ma sát thì dòng khí trong ống sẽ sinh công để thắng ma sát,

Vậy trừ ống phun ma sát, những ống phun còn lại muốn tăng tốc thì

2.4 Tớnh toỏn mụ hỡnh trong ống khớ động:

Với cỏc bài toỏn cú hàm khớ động xỏc định, khi biết ỏp suất tại đầu vào hoặc đầu ra, dựa vào cỏc biểu đồ, chỳng ta cú thể tớnh toỏn được cỏc thụng số giỏ trị cần thiết Tuy nhiờn trong thực nghiệm, thỡ chỳng ta khụng đủ dữ kiện

để đưa ra một hàm khớ động chuẩn cho một mụ hỡnh cụ thể, do đú chỳng ta

thực hiện đo áp suất tại vị trí A và B, kiểm tra độ chêch lệch áp suất, ta có:

Δp = pA - pB

pA áp suất đo được tại A

pB áp suất đo được tại B

- 32 -

Δp độ chênh áp suất

ρ khối lượng riêng không khí

Với áp suất trong ống khí là áp suất động thì:

pA = p0 áp suất tổng (trong khí động thì đó là áp suất hãm)

pB = p áp suất tĩnh (trong khí động thì tính theo áp suất dư)

chúng ta không khảo sát áp suất tĩnh tại một điểm cố định, mà chúng ta khảo sát trên toàn bộ bề mặt vật thể Khi vật thể chuyển động trong môi trường khí,

chúng ta đưa vào hệ số áp suất:

2 0 2

1

v

p p

p0 áp suất hiệu dụng (áp suất tính toán theo điều kiện biên)

p áp suất tính (áp suất tính toán theo áp suất dư)

FD = Δp.A

2 5 Cơ sở toán học và các mô hình tính toán:

Như đã phân tích ở trên, chúng ta mô phỏng khí động học ô tô với số Reynolds rất lớn (Re ≈ 5.105) do đó mô hình tính toán khí động học được khảo sát ở dạng dòng rối hoàn toàn Dòng rối là do đặc tính của vận tốc dòng

tiếp thông qua các phương trình thực nghiệm, tuy nhiên, các phương trình tổng quát trong điều kiện tức thời lại khó có thể giải được Để giải được bài toán, chúng ta phải tối giản các phương trình theo các điều kiện rằng buộc và

được