Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động học và giảm lực cản khí động tác dụng lên tàu chở containner

Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động học và giảm lực cản khí động tác dụng lên tàu chở containner Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động học và giảm lực cản khí động tác dụng lên tàu chở containner luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

/m

L ỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong lu ận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TÁC GI Ả LUẬN VĂN

HV Nguyễn Văn Nhu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Nguyễn Ngọc Nguyên

NGHIÊN C ỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DÁNG HÌNH HỌC ĐẾN ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG HỌC VÀ GIẢM LỰC CẢN KHÍ

ĐỘNG TÁC DỤNG LÊN TÀU CHỞ CONTAINER

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-Nguyễn Ngọc Nguyên

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DÁNG HÌNH HỌC ĐẾN ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG HỌC VÀ GIẢM LỰC CẢN KHÍ

ĐỘNG TÁC DỤNG LÊN TÀU CHỞ CONTAINER

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 TS NGÔ VĂN HỆ

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác

Hà Nội, tháng 6 năm 2017

Học viên

Nguyễn Ngọc Nguyên

L ỜI CẢM ƠN

Với tư cách là tác giả của luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy giáo TS Ngô Văn Hệ người đã trực tiếp hướng

dẫn tôi tận tình và chu đáo để tôi có thể hoàn thành luận văn này

Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể thầy, cô giáo của viện cơ khí động lực, viện đào tạo Sau đại học, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, giúp tôi suốt thời gian

học tập và làm luận văn

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp

đã giúp đỡ, ủng hộ tôi hết lòng, động viên và chia sẻ trong suốt thời gian tôi

học tập và làm luận văn

Hà Nội, tháng 6 năm 2017

Học viên Nguyễn Ngọc Nguyên

M ỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC HÌNH VẼ v

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Lịch sử nghiên cứu 1

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2

4 Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước 4

1.2 Lực cản và các thành phần lực cản tàu thủy 6

1.3 Giảm lực cản và phương pháp giảm lực cản 9

1.4 Kết luận chương 1 16

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG CỤ MÔ PHỎNG SỐ 17

2.1 Lực cản tác động lên tàu 17

19

2.3 Công cụ sử dụng trong tính toán mô phỏng CFD 25

2.4 Kết luận chương 2 28

CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DÁNG HÌNH HỌC ĐẾN ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG HỌC VẬT THỂ 30

3.1 Khảo sát đặc tính khí động học hình dáng hình hộp 30

3.2 Ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động học 33

3.3 Phát triển hình dáng khí động ứng dụng giảm lực cản cho tàu 37

3.4 Kết luận chương 3 46

4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cản gió tác động lên tàu 47

4.2 Mô hình tàu sử dụng trong tính mô phỏng số CFD 50

4.3 Miền không gian tính toán, chia lưới và đặt điều kiện biên 52

4.4 Kết quả phân bố áp suất và dòng bao quanh tàu nguyên mẫu 53

4.5 Nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên thân tàu container 55

4.6 Kết luận chương 4 60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

1 Kết Luận 61

2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Một số biện pháp giảm lực cản, giảm tiêu hao nhiên liệu cho tàu 10

Hình 1.3: Bọc composite cho vỏ tàu gỗ giúp giảm lực cản nhớt 13 Hình 1.4: Phương pháp phun bọt khí giảm lực cản cho tàu 14 Hình 1.5: Tối ưu hình dáng mũi tàu giảm lực cản sóng 15

17 Hình 3.1: Mô hình vật thể cơ bản sử dụng trong nghiên cứu, l/h=1, N1 31 Hình 3.2: Phân bố áp suất bao quanh vật thể khảo sát tại mặt cắt dọc tâm, N1 33 Hình 3.3: Đường dòng bao quanh vật thể khảo sát tại mặt cắt dọc tâm, N1 33 Hình 3.4: Đường dòng bao quanh vật thể khảo sát N1, N2 35 Hình 3.5: Đường dòng bao quanh vật thể khảo sát N3, N4 36 Hình 3.6: Đường dòng bao quanh vật thể khảo sát N5, N6 36

Hình 3.8: So sánh lực cản khí động tác động lên vật thể 37 Hình 3.9: Hình dáng hình hộp cải tiến vát mép trước 38 Hình 3.10: Lực cản khí động tác động lên vật thể khảo sát 39 Hình 3.11: Kết quả phân bố áp suất bao quanh hình dáng N7-3 40 Hình 3.12: Mô hình thay đổi kích thước vật thể khảo sát, N7-3 41 Hình 3.13: Lực cản khí động tác động lên vật thể khảo sát 42

Hình 3.15: Lực cản khí động tác động lên vật thể khảo sát 44 Hình 3.16: Hình dáng vật thể thay đổi kích thước khảo sát 44 Hình 3.17: Kết quả tính lực cản khí động tác động lên vật thể khảo sát 45 Hình 3.18: Kết quả mô phỏng phân bố áp suất bao quanh vật thể tốt nhất trong

Hình 4.1: Phân bố dòng bao quanh vật thể trụ và hộp theo số Reynolds 49 Hình 4.2: Sơ đồ tính mô phỏng số CFD các đặc tính khí động lực học thân tàu 51 Hình 4.3: Đường hình dáng tàu chở container sử dụng trong tính toán 51 Hình 4.4: Mô hình tàu container nguyên bản sử dụng trong tính mô phỏng 52 Hình 4.5: Miền không gian tính toán và điều kiện biên 54 Hình 4.6: Phân bố áp suất động tại mặt cắt dọc tâm miền không gian tính toán 54 Hình 4.7: Phân bố vận tốc dòng xung quanh tàu tại mặt cắt dọc tâm 55 Hình 4.8: Kết quả mô phỏng số phân bố áp suất trên bề mặt thân tàu nguyên

Hình 4.9: Mô hình các phương án xếp container trên tàu khảo sát 57 Hình 4.10: Phân bố áp suất bao quanh thân tàu khảo sát 58 Hình 4.11: Phân bố dòng bao quanh thân tàu khảo sát 59 Hình 4.12: Hệ số lực cản khí động tác động lên thân tàu khảo sát 60 Hình 4.13: Công suất tiêu hao cho phần lực cản khí động tác động lên tàu khảo

DANH M ỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Vận tốc gió Bopho tại độ cao h = 6,0m so với mặt nước biển 18

Bảng 3.2: Hệ số lực cản khí động tác động lên vật thể cơ bản hình hộp 34 Bảng 3.3: Tỷ số kích thước hình học hình hộp khảo sát 35 Bảng 3.4: Bảng kết quả tính toán lực cản khí động tác đông lên vật thể 37 Bảng 3.5: Bảng thông số kích thước hình dáng vật khảo sát 39 Bảng 3.6: Kết quả tính toán lực cản khí động tác động lên vật thể 40 Bảng 3.7: Thông số kích thước thay đổi mô hình N7-3 41 Bảng 3.8: Kết quả tính toán lực cản khí động tác động lên vật thể 42 Bảng 3.9: Thông số kích thước thay đổi mô hình N7-3 43 Bảng 3.10: Kết quả tính toán lực cản khí động tác động lên vật thể 43

Bảng 3.12: Kết quả tính toán lực cản khí động tác động lên vật thể 45

M Ở ĐẦU

Trong quá trình vận tải đường thủy, để nâng cao hiệu quả khai thác tàu

có nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phần lớn được thực hiện theo phương pháp làm giảm tiêu hao nhiên liệu cần thiết cho tàu Để giảm tiêu hao nhiên liệu cho việc khai thác tàu thì giảm lực cản là một trong những biện pháp hữu ích và mang lại nhiều lợi ích thiết thực nhất hiện nay Vấn đề nghiên cứu giảm lực cản, tiết kiệm nhiên liệu hiện đang được nhiều nhà nghiên cứu, thiết kế và khai thác kinh doanh vận tải quan tâm Từ nhu cầu đó, tác giả lựa chọn vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động và giảm lực cản khí động tác dụng lên tàu container Nghiên

cứu này nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế khai thác tàu

Trong vấn đề liên quan đến tính toán lực cản nói chung, cũng như lực

cản khí động của tàu thủy nói riêng đã được nhiều tác giả trong, ngoài nước quan tâm thực hiện nghiên cứu Từ những năm về trước khi công cụ hỗ trợ tính toán chưa phát triển, thì việc tính toán xác định lực cản tàu chủ yếu dựa trên kết quả thực nghiệm mô hình tàu Trên cơ sở kết quả tổng hợp của rất nhiều kết quả thử nghiệm khác nhau sẽ hình thành nên bộ tài liệu chuyên dùng trong tính toán và tra cứu lực cản tàu Đến nay, với sự phát triển mạnh

ủa các công cụ, phương tiên hỗ trợ tính toán số ra đời, tính toán động lực học

công cụ phổ biến được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng làm công cụ hỗ trợ nghiên cứu cho mình [1-25]

Úng dụng CFD trong nghiên cứu tính toán giảm lực cản gió cho tàu chở hàng là vấn đề hiện nay vẫn đang rất quan trọng cho các nhà khoa học [4-9]

Với mỗi loại tàu khác nhau, cần có các biện pháp kỹ thuật khác nhau để làm

giảm lực cản tác động lên tàu Nghiên cứu giảm lực cản tác động lên tàu cũng chính là nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả khai thác tàu Đây chính là vấn

đề đặt ra cần giải quyết trong luận văn này

Mục đích nghiên cứu của đề tài là phân tích, đánh giá ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động học và ứng dụng trong việc giảm lực cản khí động tác động lên thân tàu chở hàng Thông qua các kết quả tính toán mô

phỏng, đề xuất một số giải pháp làm giảm lực cản khí động tác động lên tàu

nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế khai thác tàu

Đối tượng nghiên cứu là nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên tàu chở hàng nhằm nâng cao hiệu quả khai thác tàu

Do giới hạn về thời gian trong việc thực hiện tính toán mô phỏng số như

việc vẽ thiết kế hình dáng 3D thân tàu, cũng giới hạn về cấu hình máy tính cá nhân, thời gian chờ kết quả chạy mô phỏng, trong luận văn này chỉ giới hạn

phạm vi nghiên cứu trên một thân tàu chở container nhất định và hạn chế một

số trường hợp cụ thể

Trong luận văn này được thực hiện bao gồm phần nghiên cứu tổng quan

về khí động học phần trên mặt nước của tàu thủy, thiết lập mô hình tính toán đối với một số hình dáng vật thể 3D và của tàu chở container đã chọn, sau đó

sử dụng các bước giải một bài toán mô phỏng số CFD để giải quyết vấn đề đặt ra Cụ thể là, khi thiết lập xong mô hình 3D tác giả đã sử dụng công cụ chuyên dụng để chia lưới và cuối cùng là đưa vào phần mềm ANSYS FLUENT để thiết lập các thông số, điều kiện biên để thực hiện chạy mô

phỏng số xác định phân bố vận tốc, áp suất và lực cản khí động tác động lên tàu

Trên cơ sở phân tích kết quả thu được từ việc tính mô phỏng đặc tính khí động học đối với một số hình dáng vật thể thông dụng, tác giả thực hiện áp

dụng trong việc đề xuất một số thay đổi hình dáng cho thượng tầng tàu chở container, sau đó sử dụng phần mềm chuyên dụng ANSYS FLUENT để mô

phỏng quá trình chuyển động của tàu tại tốc độ khai thác để xác định lực cản cùng các đặc tính khí động của tàu sau khi đã thay đổi hình dáng theo đề xuất

và so sánh đánh giá kết quả đạt được

Kết quả mô phỏng số đưa ra phân bố vận tốc, phân bố áp suất trên tàu

với hình dáng thượng tầng tàu khác nhau Trên cơ sở phân tích kết quả thu được, tác giả thực hiện việc so sánh, đánh giá kết quả thu được, từ đó đưa ra

những kết luận quan trọng, những lưu ý cho thiết kế khí động học của tàu

Tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết truyền thống và mô phỏng số CFD Đây là phương pháp nghiên cứu

phổ biến và hiện đại trên thế giới được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Từ lý thuyết tác giả mô hình hóa các mô hình tính toán, sau đó thực hiện việc chia lưới, đặt điều kiện biên và chạy mô phỏng Kết quả thu được từ mô phỏng số

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

Khí động lực học là lĩnh vực khoa học nghiên cứu về dòng chảy của chất khí, được nghiên cứu đầu tiên bởi George Cayley vào thập niên 1800 "Khí động học" là một nhánh của động lực học chất lỏng nghiên cứu chuyển động

của không khí, đặc biệt là khi nó tương tác với một đối tượng di chuyển Khí động học đã thường được sử dụng đồng nghĩa với khí động lực, với sự khác

biệt là khí động lực áp dụng đối với dòng chảy nén được Tìm hiểu về sự chuyển động của không khí xung quanh một đối tượng cho phép tính toán các

lực, mô men lực tác động lên đối tượng Giải pháp cho các vấn đề khí động

lực học dẫn đến các tính toán về tính chất khác nhau của dòng chảy, như vận

tốc, áp suất, mật độ và nhiệt độ, như là các hàm của không gian và thời gian Khi hiểu được các tính chất này của chất khí, người ta có thể tính toán chính xác hay xấp xỉ các lực và các mômen lực lên hệ thống dòng chảy Việc sử

dụng khí động học thông qua phân tích toán học, xấp xỉ thực nghiệm và gió đường hầm thử nghiệm là cơ sở khoa học [1, 2, 3]

Khí động học có thể được chia thành hai loại như khí động học bên ngoại biên và khí động học nội biên Khí động học ngoại biên về cơ bản là nghiên

cứu về dòng chảy xung quanh các vật thể rắn hình dạng khác nhau Đánh giá thang máy, máy bay, dòng chảy của không khí qua một lưỡi tuabin gió hay sóng xung kích hình thành ở phía trước mũi của một tên lửa là ví dụ về khí động học ngoại biên Khí động học nội biên bao gồm việc nghiên cứu các

luồng không khí thông qua một động cơ phản lực hoặc thông qua một đường ống điều hòa không khí [1, 2, 3]

Khí động lực học cũng có thể được phân loại theo tỉ số vận tốc của dòng

chảy so với vận tốc âm thanh Môn học được xem là dưới vận tốc âm thanh

nếu các vận tốc đều nhỏ hơn vận tốc âm Khi vận tốc vượt trên vận tốc âm thì được xếp vào vấn đề nghiên cứu siêu âm hay siêu thanh và cực siêu thanh nếu

vận tốc nhanh hơn vận tốc âm thanh nhiều lần [1]

Trong một số nghiên cứu gần đây đã cho thấy, hình dáng hình học có ảnh hưởng lớn đến các đặc tính khí động học tác động lên vật thể chuyển động, đặc biệt là các nghiên cứu đối với các phương tiện giao thông vận tải như tàu

thủy, ôtô, máy bay Hầu hết các nghiên cứu này được thực hiện nhằm tối ưu hình dáng khí động học cho các đối tượng nghiên cứu để đạt được mục đích

tối ưu đặt ra, tối ưu lực khí động, tối ưu xâm thực cánh hay siêu xâm thực cánh Một số tác giả nghiên cứu về vấn đề giảm lực cản khí động cho tàu chở hàng có thể kể đến như nghiên cứu của nhóm tác giả K Sugata cùng cộng sự (2013), nhóm tác giả Ngô Văn Hệ cùng cộng sự (2013), Mizutani cùng cộng

sự (2013), Ngô Văn Hệ cùng cộng sự (2014, 2015), Nguyễn Văn Cường cùng

cộng sự (2017) những nghiên cứu này tập trung nghiên cứu vấn đề ảnh hưởng

của hình dáng tàu hàng như thân tàu, thượng tầng tàu và bố trí chung trên tàu đến việc giảm lực cản khí động tác động lên thân tàu Bằng các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm các tác giả đã đưa ra được một số kết quả về giảm lực

cản gió tác động lên tàu thông qua việc bố trí thượng tầng tàu trên boong và

đề xuất thượng tầng mới cho tàu có biên dạng khí động giảm lực cản [4-9]

Một số nghiên cứu khác thực hiện nghiên cứu liên quan đến vấn đề ảnh hưởng

của hình dáng thân vỏ đến các đặc tính khí động lực học như ô tô như nghiên

cứu của các tác giả Chainari cùng cộng sự (2008), Darko cùng cộng sự

cứu khác của nhóm các tác giả như Lê Thị Thái (2013), Kishinami (2005), Peter (2012) cùng cộng sự, tập trung nghiên cứu các vấn đề về ảnh hưởng của biên dạng hình học cánh và tối ưu biên dạng cánh nhằm tối ưu lực đẩy cho cánh quạt hay khảo sát các hiện tượng xâm thực cánh trong một số điều kiện

khảo sát của cánh nghiên cứu [12-14]

Trong nghiên cứu này, tác giả thực hiện việc khảo sát các đặc tính khí động

học của một số hình dạng hình học vật thể cơ bản nhằm đưa ra những cơ sở hướng tới tối ưu hình dáng khí động học cho vật thể chuyển động Từ những

kết quả đưa ra về cơ sở tối ưu hình dáng khí động học vật thể, tác giả thực

hiện việc ứng dụng để thực hiện cải thiện đặc tính khí động học thân tàu thủy thông qua quá trình thay đổi hình dáng thân tàu hướng tới tối ưu hình dáng khí động học thân tàu

1.2 Lực cản và các thành phần lực cản tàu thủy

Trong quá trình hoạt động, chuyển động của tàu phần trên mặt nước,

phần trong nước đều có các bề mặt vỏ tàu tiếp xúc với môi trường bao quanh

nó Mặt ướt vỏ tàu tiếp xúc với môi trường nước, phần trên mặt nước tiếp xúc

với không khí và bề mặt này chịu tác động của các lực do môi trường gây ra

Lực cản của tàu trong thực tế không thể xác định hoặc đo lường một cách trực

tiếp mà thường việc tính toán lực cản của tàu được thực hiện, thu thập số liệu

từ thử nghiệm trên các mô hình tàu trong bể thử Việc xác định lực cản của tàu trong môi trường nước thường phân tích trên các thành phần lực cản độc

lập, sơ đồ các thành phần lực cản tàu được thể hiện trong bảng 1.1

Lực cản ma sát RF xuất hiện do ảnh hưởng độ nhớt của chất lỏng gây

ma sát với vỏ tàu Lực cản ma sát chiếm phần lớn tổng lực cản thân tàu, khoảng 80÷90% lực cản nhớt và chiếm khoảng 50÷70% tổng lực cản tàu

Nếu hình dáng tàu càng trơn, dễ thoát nước ảnh hưởng của của hình dáng thân tàu càng nhỏ thì lực cản nhớt hầu như hoàn toàn là lực cản ma sát Lực cản

ma sát chịu ảnh hưởng độ cong dọc và ngang thân tàu

Lực cản hình dáng RV sinh ra bởi ảnh hưởng của lớp biên đối với quy

luật phân bố áp suất trên thân tàu, nó phụ thuộc vào các dạng tách lớp biên,

mà hiện tượng này lại ảnh hưởng bởi hình dáng thân tàu Nếu hình dáng thân tàu càng khó thoát nước thành phần lực cản này càng lớn

Lực cản sóng Rw, khi tàu chuyển động trên mặt thoáng của chất lỏng

trọng lực sẽ sinh ra sóng, sóng đó sinh ra lực cản sóng Lực cản sóng càng lớn khi vận tốc tàu càng lớn

Lực cản toàn bộ của tàu được xác định là tổng của lực cản ma sát RF và

lực cản dư Rr và các thành phần lực cản bổ sung:

Trong nghiên cứu tính toán lực cản tàu thủy, lực cản thân tàu còn được phân chia thành 2 thành phần chủ yếu bao gồm: lực cản khí động tác động lên

phần thân tàu phía trên mặt nước Rair và thành phần lực cản ướt tác động lên phân thân tàu tiếp xúc với nước bao gồm cả lực cản sóng Rwater

Trong luận văn này tác giả tập trung nghiên cứu thành phần lực cản khí động tác động lên phần thân tàu phía trên mặt nước Rair nhằm làm giảm thành

phần lực cản này tác động lên tàu

Quá trình vận tải đường thủy, lực cản tác động lên tàu như trên đã đề cập đến có thể phân chia thành 2 thành phần chính, một là xuất phát từ phần thân tàu tiếp xúc với môi trường nước gây ra, hai là lực cản do phần thân tàu tiếp xúc với không khí gây ra Trong luận văn này, tác giả đề cập nghiên cứu lực

cản gió hay lực cản khí động tác động lên phân thân tàu phía trên mặt nước Thành phần lực cản này được gọi là lực cản khí động hay lực cản gió hay lực

cản không khí

Lực này tác động vào tàu có phương bất kỳ phụ thuộc vào hướng gió và

có độ lớn phụ thuộc vào diện tích mặt hứng gió của tàu, hệ số cản khí động và bình phương của vận tốc tuyệt đối giữa dòng khí và tàu

Hệ số cản khí động phụ thuộc rất nhiều vào hình dáng khí động, độ bóng

của bề mặt vỏ và các góc cạnh của thân tàu Lực khí động ảnh hưởng lớn đến

chất lượng động lực học, an toàn trong quá trình vận tải của tàu

Khi nghiên cứu ảnh hưởng của lực khí động tác động lên tàu theo quan điểm động lực học, người ta tách lực khí động thành 3 thành phần chính: Thành phần có phương song song với bề mặt đường chính là lực cản gió Đây được coi là thành phần chính của lực khí động vì tàu chuyển động theo

phương này nên vận tốc tuyệt đối giữa dòng khí và tàu là lớn nhất Đối với thượng tầng tàu có sự hạ thấp đột ngột phía sau sẽ tạo xoáy lốc cho dòng khí

và làm tăng hệ số cản không khí và sẽ có hệ số cản không khí lớn hơn so với các hình dáng thượng tầng khác Về nguyên tắc này, các nhà thiết kế sẽ tiến tới việc thiết kế để biên dạng tàu có hình dáng khí động nhất có thể

Thành phần lực có phương vuông góc với mặt thoáng sẽ tạo lực nâng nếu hướng của lực lên phía trên Điều này làm giảm chiều chìm cho tàu gây ra lắc dọc tàu nếu lực không ổn định Lực theo phương này phụ thuộc khá nhiều vào bề mặt của phần than tàu tiếp xúc với nước

Thành phần lực có phương ngang sẽ gây mất ổn định hướng cho tàu Thành phần lực này thường là nhỏ nhất do tính đối xứng của tàu, trừ khi chúng ta đi vào vùng giông bão hay góc hướng gió thay đổi

Trong nghiên cứu tính toán lực cản và các thành phần lực khí động khác tác động lên tàu, người ta thường dùng công thức tính toán như sau:

vận tải là rất lớn chính vì vậy giảm được một phần trong tổng số rất lớn lượng nhiên liệu tiêu hao thường xuyên này sẽ giúp các nhà kinh doanh vận tải khai thác tàu thu được một nguồn lợi nhuận khổng lồ Hình 1.1 thể hiện sơ đồ một

số biện pháp giảm tiêu hao nhiên liệu cho tàu đã được sử dụng trong việc

giảm lực cản, giảm tiêu hao nhiên liệu, nâng cao hiệu quả kinh tế khai thác

vận tải tàu

Hình 1.1: Một số biện pháp giảm lực cản, giảm tiêu hao nhiên liệu cho tàu

Trong quá trình khai thác tàu, lượng tiêu hao nhiên liệu cho tàu hầu hết

sử dụng cho thiết bị đẩy tàu sinh công thắng lực cản thân tàu Các thành phần

lực cản tác động lên tàu như trên đã phân tích bao gồm lực cản không khí, lực

cản nhớt và lực cản sóng tác động lên tàu Do vậy, việc nghiên cứu giảm các thành phần lực cản trên có ý nghĩa lớn trong việc giảm tiêu hao nhiên liệu từ

đó giảm được chi phí vận tải hàng hóa, nâng cao hiệu quả khai thác của tàu, đồng thời giúp giảm lượng khí thải ra môi trường Trong nghiên cứu giảm

lực cản cho tàu thường các nhà nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc giảm

lực cản ma sát, lực cản nhớt và lực cản sóng tác động lên tàu Trong tổng số các thành phần lực cản tác động lên tàu thì lực cản ma sát nhớt chiếm phần

lớn trong tổng lực cản của tàu Đối với những vật chìm hoàn toàn, hầu như

chỉ có lực cản nhớt tác động lên nó Do vậy, việc tìm các biện pháp giảm lực

cản nhớt là vấn đề khá quan trọng đặt ra cho các nhà nghiên cứu Đối với các

vật thể dễ thoát nước chú ý đến việc giảm lực cản ma sát vì thành phần lực

cản hình dáng không lớn Còn đối với các vật thể khó thoát nước phải giảm

lực cản hình dáng Để giảm lực cản nhớt phải giảm độ nhám chung và độ nhám cục bộ, đặc biệt là độ nhám do việc quét sơn, phòng chống rêu hà bám

và độ ăn mòn, áp dụng các dạng tàu tránh hiện tượng tách lớp biên Một số

biện pháp công nghệ giảm lực cản đang được nghiên cứu và áp dụng hiện nay trên tàu như sau:

- Làm sạch vỏ tàu: biện pháp này có thể áp dụng cho tất cả các loại tàu bất kể

kiểu loại, kích thước và công dụng khai thác Ngay sau khi xuất xưởng, vỏ tàu

và các phần khác cần được giữ sạch Tuy nhiên theo thời gian, các bộ phận này sẽ bị bám bẩn do tảo, hàu và các loài khác làm cho tàu khó khăn khi chạy

ở tốc độ định trước do gia tăng lực cản ma sát và làm tăng lượng tiêu hao nhiên liệu Việc làm sạch định kỳ sẽ cải thiện được tình trạng này, nếu như không thể đưa tàu lên triền đà hoặc vào ụ thường xuyên, việc làm sạch chân

vịt bằng thợ lặn cũng tỏ ra có hiệu quả nhất định

Hình 1.2: Phương pháp làm sạch vỏ tàu giảm lực cản

- Sử dụng vật liệu phủ Polyme: bề mặt vỏ tàu được phun phủ một lớp mỏng Polyme để giảm lực cản của tàu Trong suốt ba thập kỷ qua rất nhiều bài báo trình bày nghiên cứu về sử dụng Polyme trong việc lực cản tàu, các nghiên

cứu chỉ ra rằng các phân tử Polime bị kéo căng trong lớp biên rối bởi dòng

chảy kết quả làm tăng độ nhớt cục bộ đã làm giảm lực cản chung trên toàn bộ

bề mặt vỏ tàu, những nghiên cứu gần đây đã cho thấy các phân tử Polyme còn

có tác động vào sự phân bố xoáy trong dòng chảy từ đó làm giảm độ rối trong dòng chảy

Hình 1.3: Bọc composite cho vỏ tàu gỗ giúp giảm lực cản nhớt

- Bôi trơn bọt khí: phun bọt khí, tạo khoang khí và tạo lớp màng khí là ba cách thức của phương pháp bôi trơn bọt khí bằng cách phun khí tạo lớp phủ không thấm nước Cả ba phương pháp đều đã chứng mình là có khả năng

giảm một lượng lực cản cho tàu một cách hiệu quả Hiệu quả giảm lực cản trong vấn đề này là công suất đẩy tàu đã giảm nhiều hơn so với công suất của

hệ thống cấp khí Qua các thử nghiệm phương pháp này cho việc giảm lực

cản đạt trên 5%, phương pháp này rất có tiềm năng trong việc giảm công suất

của động cơ hoặc có thể nâng cao vận tốc cho tàu với công suất không đổi Sử

dụng biện pháp tạo khoang khí phù hợp với các tàu chạy với một tốc độ ít thay đổi, vì biện pháp này đạt hiệu quả cao nhất ở một phạm vi vận tốc rất

hẹp Phương pháp này đã được áp dụng nhiều tại một số tập đoàn công nghiệp đóng tàu lớn tại Nhật bản Hình ảnh dưới đây thể hiện một số hình ảnh ứng

dụng của phương pháp này trên tàu

Hình 1.4: Phương pháp phun bọt khí giảm lực cản cho tàu

- Cải tiến hình dáng tàu: Những tàu béo lực cản hình dáng sinh ra do hiện tượng tách lớp biên ở phần đuôi tàu và thành phần lực cản này đóng vai trò chính trong lực cản nhớt Để giảm bớt chiều dài phần tách biên người ta có

thể dùng cánh có dộ dang bé và đặt nó vuông góc với vỏ bao phía trước vùng

dự kiến tách lớp biên Phương pháp này có nhiều cách thực hiện khác nhau, tuy nhiên cần thiết phải có tính toán nghiên cứu thử nghiệm cụ thể

Hình 1.5: Tối ưu hình dáng mũi tàu giảm lực cản sóng

- Giảm lực cản sóng: Lực cản sóng RW của tàu chủ yếu phụ thuộc vào số Froude và hình dáng thân tàu Việc giảm số Froude không phải là giảm lực

cản sóng theo hướng tích cực, tuy nhiên nhiều trường hợp khi giảm số Froude

có thể đạt ưu thế về lực cản sóng và đưa chuyển động vào vùng tốc độ có lợi

Việc tính toán giảm lực cản sóng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như hình dáng, loại tàu, điều kiện sóng nghiên cứu Việc thay đổi số Fr theo hướng có lợi khi giữ nguyên tốc độ chuyển động bằng cách thay đổi chiều dài tàu Việc giảm đột ngột hoặc triệt tiêu hoàn toàn lực cản sóng khi đưa chuyển động vào số Fr > 1.0, các chế độ này là chế độ nổi tĩnh bằng chế độ lướt, hay

nước có nghề ca phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc… đã sử dụng mũi tàu

quả lê trên tàu cá nhằm cải thiện đặc tính thủy động lực học cho tàu

Hình 1.6: Tàu cá mũi quả lê ở Nhật Bản Ngoài ra còn một số phương pháp khác giúp giảm cản cho tàu, giảm tiêu hao nhiên liệu cho tàu như cải thiện hệ thống thiết bị đảy tàu, cải thiện hệ

thống động lực cho tàu cũng như một số biện pháp liên quan đến nhiên liệu, khí thải và khai thác tàu tối ưu khác Trong luận văn này tác giả chỉ tập chung nghiên cứu vấn đề liên quan đến ảnh hưởng hình dáng thân, thượng tầng tàu đến đặc tính khí động học và giảm lực cản khí động cho tàu

1.4 Kết luận chương 1

Trong luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu tính toán lực cản gió tác động lên tàu trong điều kiện khai thác tàu cụ thể Trong chương này, tác

giả đã tổng quan được một số nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến

đề tài của luận văn, đồng thời đã chỉ ra có rất nhiều biện pháp giúp giảm lực

cản cho thân tàu nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu và nâng cao hiệu quả khai thác tàu Đây là những cơ sở cần thiết cho quá trình nghiên cứu thiết kế và tối

ưu tàu nói chung Mỗi phương pháp áp dụng cụ thể có thể mang lại lợi ích khác nhau, tuy nhiên cần thiết phải có sự tính toán nghiên cứu cụ thể để áp

dụng cho tàu phù hợp hơn Trong luận văn này chỉ giới hạn phương pháp cải thiện hình dáng thân tàu để giảm lực cản khí động tác động lên phần thân tàu phía trên mặt nước cho tàu trong điều kiện khai thác tàu cụ thể

C HƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG CỤ MÔ PHỎNG SỐ

2.1 Lực cản tác động lên tàu

Trong nghiên cứu tính toán lực cản tàu thủy, lực cản tác động lên thân tàu được xác định theo công thức (1.3):

Trong tính toán lực cản khí động tác động lên tàu, vận tốc gió có thê xác định dựa trên các dữ liệu thống kê trong tài liệu

Quy luật biến thiên vận tốc gió theo chiều cao được xác định là quy luật

logarit Việc tính chuyển vận tốc gió VBh trong bảng 2.1 theo chiều cao có thể

6ln(500 )

Bh (2.2)

Trong một số tính toán thiết kế thông thường, lực cản khí động tác

động lên thân tàu có thể được tính toán gần đúng thông qua số liệu thực

nghiệm hoặc tra bảng tính toán theo kinh nghiệm Bảng 2.2 thể hiện một số

giá trị hệ số lực cản khí động tác động lên một số tàu thông dụng được tổng

hợp trên cơ sở thực nghiệm mô hình trong các bể thử có uy tín

Bảng 2.2: Giá trị hệ số lực cản không khí Cair

0,5÷1,0 0,4÷0,6

0,8÷0,9 0,4÷0,5

thông qua sử dụng CFD

Trong nghiên cứu tính toán lực cản tác động lên thân tàu, mô phỏng số

sử dụng công cụ tính toán động lực học chất lỏng CFD (Computation Fluid

Dynamics) thực hiện mô phỏng, dự đoán các tính năng thủy động lực học tàu

thủy và các thành phần lực thủy động tác động lên tàu là một trong những

phương pháp được nhiều nhà khoa học sử dụng trong những năm gần đây

Thông thường khi thực hiện một bài toán mô phỏng số có thể thực hiện

theo trình tự như sau:

- Thiết lập mô hình tính toán cần thực hiện: Xác định mô hình hóa, miền tính

toán và lựa chọn phương án rời rạc hóa miền tính toán

- Chia lưới mô hình tính toán: thực hiện chia lưới theo phương pháp tính phù

hợp nhằm chuẩn bị cho việc tính toán

- Thiết lập các điều kiện biên, thuật toán để giải bài toán: Lựa chọn thuật giải

tích phân số và chạy chương trình, giám sát quá trình thực hiện

- Xuất và xử lý kết quả: Đánh giá kết quả và đề xuất các thay đổi liên quan

đến mô hình

- RANS: Phương pháp trung bình Reynolds Navier-Stokes

- LES: Mô phỏng xoáy lớn

- DES: Mô phỏng tách xoáy

- DNS: Mô phỏng số trực tiếp

- CVS: Mô phỏng số rời rạc

Trong tính toán mô phỏng số với tàu thủy, thường sử dụng phương pháp mô phỏng RANS để tính toán dòng chảy bao quanh thân tàu và lực thủy khí động lực học tác động lên thân tàu

Việc giải trực tiếp các phương trình Navier-Stokes chỉ thực hiện được trong những trường hợp đơn giản với số Reynolds tương đối thấp Giải pháp thay thế là chỉ quan tâm đến các đại lượng trung bình (vận tốc, áp suất, nhiệt

độ, …) và các phương trình kiểm tra bởi các đại lượng này Áp dụng thuật toán trung bình chung (RANS) cùng trung bình các phương trình chuyển động trong đó các biến được tách rời thành: trung bình + nhiễu động, cho phép tính dòng trung bình và các đại lượng đặc trưng rối như động năng rối k

và tổn thất rối ε Phần lớn tính toán RANS đều sử dụng mô hình khép kín với

mô hình rối k-ε

Một số mô hình rối sử dụng trong tính toán mô phỏng số: trong tính toán mô phỏng số với các đặc tính thủy khí động lực học tàu thủy, một số phương trình rối được sử dụng Mức độ ảnh hưởng của việc sử dụng những phương trình, mô hình rối khác nhau đến kết quả bài toán đã được nhiều nhà khoa học thực hiện nghiên cứu chứng minh Vì vậy, trong quá trình thực hiện thương các mô hình rối được lựa chọn sử dụng theo kinh nghiệm hoặc theo các chỉ dẫn tin cậy đã công bố

Do đặc điểm hình dáng thân tàu nên trạng thái dòng chảy xung quanh tàu là dòng chảy rối Khi có rối xảy ra làm tăng khả năng tiêu hao năng lượng,

sự trao đổi nhiệt… Thông thường, việc mô tả dòng rối thường rất khó khăn

bởi trong các phương trình đặc tả có chứa các đại lượng chưa biết Do đó,

việc xây dựng các mô hình rối để nhằm xác định các đại lượng này Trong

phần này giới thiệu một số mô hình rối thường gặp trong các bài toán tính toán mô phỏng số dòng chảy nói chung

Mô hình k-ε sử dụng hai giả thiết chính: Dòng chảy rối hoàn toàn và bỏ qua ảnh hưởng của độ nhớt phân tử

Theo giả thiết về độ nhớt rối của Boussinesq, ta có:

(2.4) Phương trình trên thể hiện mối quan hệ giữa ứng suất Reynolds với

biến thiên vận tốc trung bình Để giải phương trình này, người ta khép kín nó

với các phương trình có liên quan tới k và ε như sau:

Trong đó: Gk là hằng số thể hiện sự phụ thuộc của sự hình thành năng lượng rối động học (k) vào sự biến thiên của vận tốc trung bình như sau:

Gb được xác định như sau:

Prt: hằng số Prantld, β: hệ số giãn nở nhiệt môi trường;

gi: thành phần gia tốc trọng trường theo phương i;

YM: Hệ số thể hiện sự biến thiên quá trình giãn nở so với giá trị trung bình:

Mt: số Mach:

a: vận tốc âm thanh , µt: hệ số nhớt rối

Các hệ số còn lại là các hằng số, có giá trị mặc định như sau:

Kết hợp các phương trình trên với phương trình liên tục và phương trình động lượng, ta được một hệ phương trình khép kín để xác định trường phân bố vận tốc Mô hình k-ε là mô hình đơn giản có thể áp dụng với hầu hết các bài toán thông thường với độ chính xác tương đối cao Tuy nhiên, trong các trường hợp đặc biệt, khi tính chất dòng bị thay đổi mạnh như xuất hiện sóng va, trong buồng cháy… việc áp dụng mô hình này cho kết quả không tốt

- Mô hình k-ω:

Đây cũng là một mô hình thường được sử dụng trong mô phỏng bài toán 2 pha, mô hình này cho phép giải bài toán với dòng sát bề mặt vật thể và cho kết quả tính toán chính xác với số Reynolds thấp Mô hình tính toán k-ω được chia ra thành hai dạng: dạng chuẩn và dạng SST (shear-stress transport)

Mô hình dòng chảy rối k-ω dạng chuẩn tính toán đến sự thay đổi từ hiệu ứng

số Reynold thấp, độ nén, và độ mở rộng sự trượt dòng chảy, với tỉ lệ mở rộng

ngẫu nhiên Tỉ lệ trượt này có giá trị gần với giá trị đo cho các hiện tượng xẩy

ra trên cánh như: bước nhảy sóng, sự trộn lẫn giữa các vùng Với mô hình tính toán dạng k-ω SST, mô hình chảy rối được kết hợp chặt chẽ giữa mô hình k-ω chuẩn tại gần bề mặt và mô hình k-ε ở phía xa bề mặt dòng chảy Mô hình này ban được giới thiệu bởi Saffman sau đó được phát triển mở rộng bởi Wicox, phương trình ω được Wilcox đưa ra như sau:

(2.6) Trong mô hình này độ nhớt rối µt được xác định:

Ngoài ra còn một số mô hình khác cũng được sử dụng như:

- Mô hình V 2 -f

Có một thực tế là không có một mô hình độc lập nào có thể biểu diễn

Tuy nhiên không thể áp dụng một mô hình rối cho tất cả các bài toán, mỗi mô hình rối chỉ cho kết quả đúng trong một số trường hợp nhất định Điều đó đòi

hỏi ta phải nắm rõ bản chất cũng như trường hợp áp dụng của chúng để đưa ra

những lựa chọn hợp lý cho từng bài toán

Như trên đã trình bày, đa số dòng chảy xung quanh thân tàu là dòng

chảy rối Tất cả các mô hình rối đều xuất phát từ hai phương trình cơ bản là phương trình bảo toàn mômen động lượng và phương trình liên tục (phương trình bảo toàn khối lượng), như sau: Phương trình bảo toàn viết trong hệ tọa

Cả ba phương thức giải đều cho phép tính toán với dòng bất kỳ Tuy nhiên trong một số trường hợp, việc chọn phương thức giải hợp lý sẽ cho kết quả chính xác hơn Segregated giải phương trình một cách tuần tự, trong khi couple tiến hành giải một cách đồng thời Implicit và explicit khác nhau ở

cách tuyến tính hoá phương trình để tiến hành giải Thông thường Couple được sử dụng cho các bài toán với lưu chất ở vận tốc lớn và nén được Couple cho kết quả nhanh và chính xác hơn nhưng cũng đòi hỏi bộ nhớ lớn và cấu hình mạnh Một số dạng bài toán chỉ có thể giải được bằng Segregated

CFD là cụm từ viết tắt của Computation Fluid Dynmaic, tính toán động lực học chất lỏng Việc ứng dụng công cụ phương pháp số và máy tính, các nhà tính toán đã phát triển lên những chương trình tính toán động lực học chất lỏng nói chung Một trong những hhướng chính của CFD là ứng dụng các công cụ mô phỏng số CFD trong việc giải các bài toán thực tế Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng chương trình mô phỏng số ANSYS – Fluent để thực hiện việc nghiên cứu của mình

ANSYS Fluent là một phần mềm với những khả năng mô hình hóa một cách rộng rãi các đặc tính vật lý cho mô hình dòng chảy được áp dụng trong công nghiệp từ dòng chảy qua cánh máy bay đến sự cháy trong 1 lò lửa, từ các cột bọt khí đến các đệm dầu, từ dòng chảy của các mạch máu cho đến việc chế tạo các vật liệu bán dẫn và từ thiết kế các căn phòng sạch cho đến các thiết bị xử lí nước thải… Các mô hình đặc biệt giúp cho phần mềm có khả năng mô hình hóa với đối tượng nghiên cứu rộng

Phần mềm ANSYS là một công cụ mạnh để mô phỏng và phân tích được sử dụng trên toàn thế giới Nó bao gồm gói các chương trình bên trong

để tính toán, trong luận văn này tác giả chỉ sử dụng các phần Meshing nhằm tạo mô hình để tính và modul Fluid dynamics – Fluent để mô phỏng trạng thái tàu chạy và sử lí kết quả

Các công cụ trong ANSYS Fluent bao gồm:

- ANSYS Fluent có khả năng mô hình hóa các mô hình vật lý cần thiết cho các mô hình dòng chảy, rối, truyền nhiệt, và phản ứng trong các dạng hình học phức tạp

- ANSYS Fluent được viết bằng ngôn ngữ lập trình C và là phần mềm mô phỏng sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn (Finite Volume Method-FVM)

- ANSYS Fluent cung cấp sự chia lưới hoàn toàn linh hoạt, bao gồm cả khả năng giải quyết các vấn đề dòng chảy sử dụng lưới không cấu trúc Hỗ trợ các loại lưới bao gồm 2D tam giác, tứ giác, 3D tứ diện, lục giác, kim tự tháp, hình nêm, đa diện và lưới hỗn hợp (lưới lai) ANSYS Fluent cũng cho phép ta làm tinh hay thô lưới dựa trên giải quyết dòng chảy Sau khi lưới đã được đọc vào trong ANSYS Fluent, tất cả các thao tác còn lại được thực hiện bên trong ANSYS Fluent Những thao tác này bao gồm các điều kiện biên, định nghĩa thuộc tính chất lưu, thực thi giải pháp, tinh chỉnh lưới, hậu xử lý và hiển thị kết quả

Bất kỳ trong lĩnh vực nghiên cứu tính toán mô phỏng số các vấn đề kỹ thuật nào, quá trình thực hiện giải bài toán CFD đều bao gồm các bước như sau: đặt vấn đề, giải quyết vấn đề và đánh giá kết quả

dạng hình học như trong bản thiết kế thì đã tối ưu chưa?ứng suất sinh ra có vượt quá giới hạn cho phép không? có đảm bảo độ bền và an toàn không? Từ đó, người thiết kế cần tính toán được các thông số đầu vào, và cần phải tìm nhưng thông số đầu ra nào cho bài toán CFD của mình

- Gi ải quyết vấn đề:

Đây chính là phần quan trong nhất, nhiệm vụ trung tâm của bài toán CFD Nó gồm ba giai đoạn là : Pre-Processing, Processing, và Post-Processing

Pre-Processing là giai đoạn chuẩn bị để giải quyết bài toán CFD, đó là xây dựng mô hình hình học của vật thể, rời rạc hóa vấn đề bằng các điểm rời

rạc hay còn gọi là các lưới điểm.Phương pháp rời rạc phải đảm bảo được các yêu cầu về khả năng làm việc của máy tính, đảm bảo độ chính xác và hội tụ

của phương pháp tính.Sau khi đã xây dựn được lưới tính toán, chúng ta tiến hành lựa chọn các phương pháp tính Ở mỗi lĩnh vực cụ thể, CFD có các phương trình, hệ phương trình cụ thể để giải quyết bài toán thuộc phạm vi lĩnh vực đó Tuy nhiên các phương trình mô tả bài toán đều có dạng tích phân, hoặc vi phân không tuyến tính rất phức tạp Mỗi loại phương trình đòi

hỏi những thông số tối thiểu, đủ để có thể giải và cho lời giải, đó là các điều

kiện đầu, điều kiện biên, điều kiện khép kín

Processing là giai đoạn tính toán được thực hiện, vấn đề còn lại đó là can thiệp vào các đại lượng thứ sinh (xuất phát từ tổ hợp các biến cơ sở trong hệ phương trình) Ở giai đoạn này chúng ta quyết định sử dụng các giải pháp nào cho phương pháp tính để đảm bảo được một phương án tối ưu cho các yêu

cầu về thời gian tính toán, khả năng tính toán và độ chính xác của lời giải

liệu số, nhị phân, mã hóa trên ổ cứng của máy tính Chúng ta hoàn toàn có

thể xử lý chúng để thu được lời giải cho bài toán của mình

Phần này chúng ta so sánh kết quả vừa tìm được với các kết quả thực nghiệm và lời giải số học và để làm tiêu chuẩn điều chỉnh cho phương pháp

giải của mình Đối với các bài toán đơn giản mà thực nghiệm có thể đưa ra

kết quả chính xác, các lời giải toán học cũng có kết quả chính xác thì kết quả

của chúng ta cũng phải trùng khớp hoặc trong phạm vi sai số chấp nhận được,

nếu sai số vượt quá giới hạn cho phép thì lúc này thì chúng ta phải điều chỉnh

thế nào để có kết quả chính xác nhất Đối với bài toán phức tạp thì thực nghiệm và lời giải số rất khó khăn để đưa ra được kết quả chính xác, CFD có

ưu thế hơn ở trường hợp này.Nếu một vấn đề phức tạp mà cả ba phương pháp trên đều không đưa ra được kết chính xác thì cả ba phương pháp cùng đi nghiên cứu sâu về một đặc tính cụ thể nào đó, CFD lấy lời giải của hai lĩnh

vực còn lại làm tiêu chí đánh giá kết quả của mình

Trong quá trình thực hiện bài toán, việc thực hiện theo một trình tự nhất định tuân theo những nguyên tắc và thực hiện theo những chỉ dẫn khoa học đã công bố là vấn đề rất cần thiết để có được kết quả tính toán có độ tin cậy cao cho bài toán Trong luận văn này, bên cạnh những kiến thức lý thuyết đã trình bày, tác giả còn tham khảo thêm những chỉ dẫn quan trong trong các nguồn tài liệu tham khảo uy tin nhằm đặt được độ tin cậy nhất trong tính toán mô