Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính sức cản cho mẫu tàu cá việt nam

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay có nhiều phương pháp tính sức cản như phương pháp giải tích, phương pháp thử nghiệm mô hình, phương pháp thử kéo tàu thật, phương pháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỨC CẢN CHO

MẪU TÀU CÁ VIỆT NAM

Giảng viên hướng dẫn: TS Huỳnh Lê Hồng Thái

Sinh viên thực hiện: Đặng Văn Tâm

Mã số sinh viên: 57132318

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỨC CẢN CHO

MẪU TÀU CÁ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Khoa/Viện: Kỹ thuật Giao thông PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính sức cản cho tàu cá Việt Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật tàu thủy Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Tâm Mã sinh viên: 57132318 Người hướng dẫn : TS Huỳnh Lê Hồng Thái Cơ quan công tác: Khoa Kỹ thuật Giao thông Phần đánh giá và cho điểm của người hướng dẫn (tính theo thang điểm 10) Tiêu chí đánh giá Trọng số (%) Mô tả mức chất lượng Điểm Giỏi Khá Đạt yêu cầu Không đạt 9 - 10 7 - 8 5 - 6 < 5 Xây dựng đề cương nghiên cứu 10 Tinh thần và thái độ làm việc 10 Kiến thức và kỹ năng làm việc 10

Nội dung và kết quả đạt được 40 Kỹ năng viết và trình bày báo cáo 30 ĐIỂM TỔNG Ghi chú: Điểm tổng làm tròn đến 1 số lẻ Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành ĐA/KLTN): ………

………….………

………

………….………

Đồng ý cho sinh viên: Được bảo vệ:  Không được bảo vệ:  Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm………

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Khoa: Kỹ thuật Giao thông

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính sức cản cho tàu cá Việt Nam

Chuyên ngành: Kỹ thuật tàu thủy

Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Tâm Mã sinh viên: 57132318

Người phản biện (học hàm, học vị, họ và tên)

Cơ quan công tác:

I Phần đánh giá và cho điểm của người phản biện (tính theo thang điểm 10)

Tiêu chí

đánh giá

Trọng

số (%)

II Phần nhận xét cụ thể (dựa theo phiếu chấm điểm và khung tiêu chí đánh giá theo Rubric)

II.1 Hình thức thuyết minh (tỉ trọng 30%)

* Trình bày (Rõ ràng, mạch lạc? Biểu bảng, hình vẽ trình bày rõ ràng, đúng quy cách?…)

II.2 Nội dung thuyết minh (tỉ trọng 30%)

* Mục tiêu nghiên cứu (Trình bày rõ ràng? Ý nghĩa khoa học và thực tiễn? Tính khả thi? )

* Phương pháp nghiên cứu (Hiện đại? Phù hợp với mục tiêu và nội dung nghiên cứu? Mô tả?

Đánh giá và so sánh với các phương pháp khác?…)

………

………

II.3 Kết quả nghiên cứu (tỉ trọng 20%)

* Kết quả đạt được (Độ tin cậy? Tính sáng tạo? Giá trị khoa học và thực tiễn? )

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là phần nghiên cứu và thể hiện đồ án tốt nghiệp của riêng tôi, không sao chép các đồ án khác Các số liệu và kết quả tính toán được nêu trong đồ

án là trung thực Nếu không đúng như trên tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về đề tài của bản thân

Người cam đoan

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của quý Phòng, Ban Trường Đại học Nha Trang đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tâm của Thầy TS Huỳnh Lê Hồng Thái Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Thầy về sự giúp đỡ này

Xin cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy, Khoa Kỹ thuật giao thông, Trường Đại học Nha Trang, đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập và thực hiện đồ án tại Trường

Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu thực hiện đồ án

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục hình vi

Danh mục bảng xiii

Danh mục chữ viết tắt ix

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 1

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 2

1.3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.3.1 Mục tiêu của đề tài 2

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu 2

1.3.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2

1.3.4 Nội dung nghiên cứu 3

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Sức cản vỏ tàu thủy 4

2.1.1 Khái nhiệm chung về sức cản 4

2.1.2 Các thành phần sức cản 5

2.1.2.1 Sức cản ma sát 5

2.1.2.2 Sức cản áp suất 9

2.1.2.3 Các thành phần sức cản phụ khác 11

2.2 Các phương pháp tính sức cản 12

2.2.1 Phương pháp giải tích 12

2.2.2 Phương pháp thử nghiệm mô hình 13

2.2.3 Phương pháp thử kéo mô hình thật 13

2.2.4 Phương pháp thử tốc độ 14

2.2.5 Phương pháp gần đúng 14

2.3 Các phương pháp tính gần đúng sức cản tàu cá 14

2.3.1 Công thức Võ Văn Trác 14

2.3.2 Công thức Oortsmesena 16

2.3.3 Công thức Holtrop 19

2.3.4 Công thức viện thiết kế Leningrad 22

2.3.5 Công thức Papmeil 23

2.4 Cơ sở lý thuyết CFD 24

2.5 Phần mềm XFLOW 26

2.5.1 Giới thiệu chung 26

2.5.2 Các phương trình chủ đạo trong Xflow 26

2.5.3 Lý thuyết điều kiện biên (Boundary Conditions) 29

Chương 3 TÍNH SỨC CẢN CHO TÀU CÁ Ở VIỆT NAM 33

3.1 Giới thiệu về tàu được tính toán 33

3.1.1 Giới thiệu các thông số chính của tàu 33

3.1.2 Số liệu sức cản chạy thử tại Viện nghiên cứu chế tạo tàu thủy 34

3.2 Kết quả tính toán 35

3.2.1 Kết quả tính theo công thức tính sức của Võ Văn Trác 35

3.2.2 Kết quả tính theo công thức Oortsmesana 37

3.2.3 Kết quả tính theo công thức Holtrop 40

3.2.4 Kết quả tính theo công thức Viện thiết kế Leningrad 43

3.2.5 Kết quả tính theo công thức Papmeil 44

3.2.6 Kết quả tính bằng phần mềm Maxsurf 45

3.2.6.1 Xây dựng mô hình tàu khảo sát trong phần mềm Maxsurf 45

3.2.6.2 Nhập mô hình và thiết lập điều kiện tính toán 45

3.2.6.3 Tính sức cản bằng Maxsurf Resistance 46

3.2.6.4 Kết quả từ phần mềm 47

3.2.7 Tính sức cản bằng phần mềm Xflow 48

3.2.6.1 Lựa chọn tỷ lệ xây dựng mô hình 48

3.2.6.2 Xây dựng mô hình tàu khảo sát trong Xflow 49

3.2.6.3 Xác định miền tính toán 49

3.2.6.4 Thiết lập điều kiện biên, hệ số dòng rối 50

3.2.6.5 Xuất kết quả tính toán bằng phần mềm Xflow 53

3.3 So sánh các phương pháp tính sức cản cho tàu cá ở Việt Nam 54

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 59

4.1 Kết luận 59

4.2 Đề xuất ý kiên 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 62

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Mô hình lực của môi trường nước tác dụng lên tàu đang chuyển động 4

Hình 2.2 Sự phân bố khu vực xung quanh bề mặt tàu 6

Hình 2.3 Thử nghiệm kéo tấm phẳng trong dòng chất lỏng lý tưởng 6

Hình 2.4 Thử nghiệm kéo tấm phẳng trong dòng chất lỏng thực 7

Hình 2.5 Hiện tượng lưu tuyến của dòng chất lỏng xung quanh bề mặt vỏ tàu 9

Hình 2.6 Sức cản hình dạng 9

Hình 2.7 Các hệ thống sóng xung quanh tàu khi chuyển động 10

Hình 2.8 Đồ thị Papmeil tính công suất kéo của tàu 23

Hình 2.9 Hình mô phỏng chuyển động của tàu bằng Xflow 26

Hình 2.10 Nút mạng điển hình của mô hình D2Q9 27

Hình 2.11 Minh họa hướng chuyển động của nút lưới 28

Hình 2.12 Điều kiện biên kiểu Inlet cho Vận tốc 30

Hình 2.13 Điều kiện biên kiểu Inlet cho Lưu lượng dòng lưu chất 31

Hình 2.14 Điều kiện biên kiểu Outlet cho Vận tốc và Lưu lượng dòng lưu chất 31

Hình 3.1 Mô hình 3D vỏ tàu 33

Hình 3.2 Đồ thị mối quan hệ số vòng quay (vòng/phút) và công suất của máy chính 35 Hình 3.3 Đồ thị sức cản tính theo Công thức Võ Văn Trác 37

Hình 3.4 Đồ thị sức cản tính theo công thức Oortsmesena 38

Hình 3.5 Đồ thị sức cản tính theo công thức Holtrop 43

Hình 3.6 Đồ thị sức cản tính theo công thức Viện thiết kế Leningrad 44

Hình 3.7 Giao diện phần mềm sau khi Import mô hình 45

Hình 3.8 Thiết lập đơn vị trong phần mềm Maxsurf 45

Hình 3.9 Thiết lập mớn nước, trụ mũi, trụ lái cho mô hình tàu 46

Hình 3.10 Giao diện mô hình 3D trong Maxsurf Resistace 46

Hình 3.11 Đồ thị sức cản bằng phần mềm Maxsurf 47

Hình 3.12 Mô hình tàu 3D trong phần mềm XFlow 49

Hình 3.13 Xác định miền tính toán 50

Hình 3.14 Thiết lập môi trường mô phỏng 50

Hình 3.16 Thiết lập điều kiện biên Inlet của bài toán 52

Hình 3.17 Thiết lập mô hình tính toán 53

Hình 3.18 Đồ thị so sánh sức cản tính theo các công thức 56

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Ảnh hưởng của độ cong bề mặt vỏ tàu theo tỷ số L/B 8

Bảng 2.2 Các giá trị hệ số ∆Cbm 8

Bảng 2.3 Phạm vi sử dụng công thức Võ Văn Trác 14

Bảng 2.4 Hệ số sức cản phụ 17

Bảng 2.5 Các giá trị hệ số di,j 18

Bảng 2.6 Giá trị xấp xỉ của 1+k2 20

Bảng 2.7 x là hệ số ảnh hưởng phần nhô ra của tàu 23

Bảng 3.1 Giá trị chạy thử tàu 34

Bảng 3.2 Số liệu sức cản chạy thử tại Viện Nghiên cứu chết tạo tàu thủy 35

Bảng 3.3 Tính sức cản bằng công thức Võ Văn Trác 36

Bảng 3.4 Kết quả tính toán sức cản theo công thức Oortsmesena 39

Bảng 3.5 Giá trị hệ số 1+k2 và diện tích 41

Bảng 3.6 Kết quả tính sức cản theo công thức Holtrop 42

Bảng 3.7 Kết quả tính sức cản theo công thức Viện thiết kế Leningrad 43

Bảng 3.8 Kết quả sức cản bằng phần mềm Maxsurf 47

Bảng 3.9 Vận tốc quy đổi và lưu lượng được sử dụng trong phần mềm Xflow 48

Bảng 3.10 Kết quả tính sức cản theo phần mềm Xflow 54

Bảng 3.11 Sức cản của tàu R tính theo nhiều phương pháp 55

Bảng 3.12 Sai số giữa các công thức và số liệu chạy thử (%) 57

ABT – diện tích mặt cắt ngang mũi quả lê

LCB – hoành độ tâm nổi

RTR – Sức cản bổ sung do vách đuôi ngập nước

RA – Sức cản do sự sai khác giữa tàu và mô hình

CF, ζ – Hệ số ma sát của tàu

 - hệ số độ nhớt động học của chất lỏng

S – diện tích mặt ướt

CFD - Computational Fluid Dynamics (Tính toán động lực học lưu chất).

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay có nhiều phương pháp tính sức cản như phương pháp giải tích, phương pháp thử nghiệm mô hình, phương pháp thử kéo tàu thật, phương pháp phân tích kết quả thử tốc độ và phương pháp tính theo công thức gần đúng Trong điều kiện kinh tế hiện nay, việc xây dựng bể thử mô hình hay thử nghiệm tàu thực là rất khó khăn, các công thức tính sức cản theo phương pháp giải tích vẫn cần đang được thiết lập Trong khi đó các công thức gần đúng hầu hết được xây dựng từ kết quả thử mô hình hoặc từ số liệu thống kê từ các tàu nước ngoài, mặt khác tàu đánh cá lại có sự thay đổi rất lớn về mặt hình dáng nên khi áp dụng rất khó đánh giá mức độ chính xác của từng công thức Vì vậy, việc xây dựng lựa chọn công thức tính gần đúng sức cản tàu đánh cá của Việt Nam

để từ đó lựa chọn được công thức tối ưu, phù hợp với tàu đánh cá là cần thiết Việc xác định sức cản lại gặp phải nhiều khó khăn, đối với tàu cá thì có các công thức tính cụ thể như Võ Văn Trác, Oortsmesena, Holtrop, Viện thiết kế Leningrad, Papmiel Các công thức khác nhau sẽ cho ra kết quả tính toán khác nhau, vì vậy cần phải tìm ra công thức nào có kết quả gần với thực tế nhất

Và việc áp dụng các phần mềm chuyên dụng để tính sức cản để giảm thời gian nghiên cứu và tăng độ chính xác cao, và việc áp dụng cho tàu cá ở Việt Nam là không ngoại lệ Có thể kể đến các phần mềm tính sức cản như Maxsurf, Xflow

Tóm lại, từ những yêu cầu và vấn đề phân tích ở phần tổng quan trên tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính sức cản phù hợp cho mẫu tàu cá Việt Nam”

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Trên thế giới có rất nhiều những tài liệu, đề tài nghiên cứu nói về vấn đề sức cản BarhamH., Lee, R., Application of Waterjet Propulsion to High-Performance Boats, Hovercraft and Hydrofoil 1976 , đồng thời cũng có nhiều những phần mềm tính như Autoship, Navcad Tuy nhiên bài toàn tính sức cản là một bài toán khó, phức tạp, do phụ thuộc vào các yếu tố như: vận tốc tàu, môi trường hoạt động, đặc điểm hình học vỏ tàu Chính vì đặc điểm này nên các nhà khoa học luôn đi tìm cách nghiên cứu và xác định nó

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tại trường Đại học Nha Trang, Khoa Kỹ thuật Giao thông, ngành Kỹ thuật tàu thủy đã có nhiều công trình nghiên cứu, đề tài tính toán sức cản cho tàu cá như: Đặng Văn Duyệt (2006) đồ án tốt nghiệp “Xây dựng công thức tính sức cản tàu cá Việt Nam bằng phương pháp phân tích hồi quy theo số liệu thực nghiệm của FAO”, Lưu Đình Hải (2006) đồ án tốt nghiệp “Lập trình tính toán sức cản tàu đánh cá theo một số công thức gần đúng thông dụng”, Lê Văn Toàn (2017) luận án tiến sĩ “Ứng dụng CFD (Computational Fluid Dynamics) xác định sức cản một số mẫu tàu cá vỏ gỗ Việt Nam” Đối với nghiên cứu tính sức cản tàu cá ở Việt Nam thì có nhiều đề tài, công trình nghiên cứu như đã nêu trên Mỗi đề tài đều có ưu điểm cao như lập trình tính toán giúp giảm thời gian tính toán nhưng người sử dụng phải biết những thuật toán, am hiểu về máy tính để sử dụng

1.3 MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP, GIỚI HẠN VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.3.1 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là lựa chọn được phương pháp tính sức cản hợp lý áp dụng với tàu cá ở Việt Nam

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết được trang bị tại Trường Đại học Nha Trang, kết hợp với kết quả sức cản chạy thử tàu mẫu tại Viện nghiên cứu chế tạo tàu thủy Đại học Nha Trang:

+ Phương pháp đọc và tìm hiểu tài liệu

+ Phương pháp tính toán và so sánh, đánh giá kết quả so với kết quả chạy thử nghiệm

1.3.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

1.3.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các phương pháp tính sức cản cho mẫu tàu cá vỏ Composite

1.3.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Trong thời gian cho phép tôi sẽ nghiên cứu một số phương pháp tính toán sức cản tàu cá vỏ Composite cụ thể như sau:

- Tính toán theo Công thức tính sức cản tàu cá Việt Nam của Võ Văn Trác

- Tính toán theo Công thức viện thiết kế Leningrad

- Công thức tính sức cản Oortmerseen

- Công thức tính sức cản Papmeil

- Ứng dụng phần mềm Maxsurf để tính sức cản

- Ứng dụng CFD để tính sức cản

1.3.4 Nội dung nghiên cứu

Với đề tài nghiên cứu và hướng giải quyết đã được nêu trong mục tổng quan, đề tài bao gồm những nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Tính sức cản cho tàu cá Việt Nam

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 SỨC CẢN VỎ TÀU THỦY

2.1.1 Khái niệm chung về sức cản

Khi tàu chuyển động trên mặt nước, thân tàu phải tiếp xúc với môi trường bao quanh nó nghĩa là thân tàu chịu tác dụng của phản lực không khí và nước Mặt ướt của

vỏ tàu tiếp xúc với phần nước, phần trên mớn nước tiếp xúc với không khí và bề mặt này chịu tác dụng của các lực ở môi trường gây ra, và một số sức cản phụ do các thiết

bị như chân vịt, bánh lái sinh ra các lực dòng trái chiều với chuyển động của thân tàu Tổng của các sức cản nói trên theo hướng chuyển động tàu được gọi chung là sức cản tàu thủy R xác định theo biểu thức tổng quát:

R= Rn +Rkk + Rph (2.1) Trong đó:

Rn: sức cản của môi trường nước

Rkk: sức cản của môi trường không khí

Rph: thành phần sức cản phụ do các thiết bị như chân vịt, bánh lái, gây

- Thành phần lực pháp tuyến tác dụng theo hướng vuông góc với phân tố diện tích

Chiếu tất cả phân tố lực ma sát τ nói trên lên trục Ox trùng với hường chuyển động tàu và lấy tích phân toàn bộ diện tích bề mặt vỏ tàu dưới nước, còn gọi là diện tích mặt ước tàu S, nhận được biểu thức tính sức cản ma sát RF dưới dạng tổng quát như sau:

Sức cản ma sát xuất hiện do độ nhớt chất lỏng gây ra giữa lớp chất lỏng bề mặt vỏ tàu

và qua các lớp chất lỏng với nhau

Theo lý thuyết về cơ chất lỏng, xung quanh bề mặt được chia làm ba vùng chính

Vùng I- vùng lớp biên: vùng này chịu ảnh hưởng chủ yếu của độ nhớt và độ rối dòng Các đặc điểm về sự thay đổi sức cản nhớt chủ yếu phụ thuộc vào các hiện tượng

cơ lý xảy ra trong lớp biên

Vùng II- vùng sau lớp biên nằm về phía sau đuôi tàu

Vùng III- vùng ngoài lớp biên: tại vùng này bỏ ảnh hưởng của độ nhớt và có thể xem như là vùng chất lỏng thế

Hình 2.2 Sự phân bố khu vực xung quanh bề mặt vỏ tàu [1]

 Sức cản ma sát của tấm

Từ năm 1870 Froude đã thực nghiệm kéo các tấm phẳng dài 0,3 – 15 m, rộng 0,5

m và dày 5mm nằm sâu trong bể thử đã thu được kết quả:

Khi kéo tấm phẳng dòng chất lỏng lý tưởng (tức chất lỏng không có độ nhớt), các phần

tử chất lỏng lướt qua mà không dính lại bề mặt tấm phẳng nên các lớp nước xung quanh

bề mặt tấm phẳng có tốc độ không đổi, bằng tốc độ kéo tấm phẳng

Hình 2.3 Thử nghiệm kéo tấm phẳng trong dòng chất lỏng lý tuởng.[1]

Khi kéo tấm phẳng trong chất lỏng thực (có độ nhớt) nhận thấy, do ảnh hưởng

chất lỏng sát bề mặt tấm phẳng bằng không, còn tốc độ lớp chất lỏng bề mặt kế tiếp nằm theo phương vuông góc với tấm phẳng tăng dần tới giá trị bằng giá trị tốc độ V0

Hình 2.4 Thử nghiệm kéo tấm phẳng trong dòng chất lỏng thực [1]

Dòng chất lỏng trong lớp biên có thể ở chế độ chảy tầng hay chảy rối, phụ thuộc: + Kích thước tầm phẳng

Công thức tính hệ số sức cản ma sát của tấm phẳng phụ thuộc giá trị số reynolde

- Khi Re  2x105 dòng chất lỏng trong khu vực lớp biên ở chế độ chảy tầng

𝐶𝐹 =1.328

- Khi Re > 2x105 dòng chất lỏng trong khu vực lớp biên ở chế độ chảy rối

𝐶𝐹 = 0.455

𝑙𝑔(𝑅𝑒)2.58

(2.10) Hoặc theo công thức của hội nghị quốc tế các bể thử lần thứ VIII (1957)

ρ là khối lượng riêng của nước, lấy bằng 104.5 (KG.s2/m4) đối với nước mặn

CFs là hệ số sức cản của tàu, tính theo hệ số sức cản ma sát của tấm phẳng dưới dạng công thức tổng quát sau:

Loại tàu Giá trị hệ số 10-3∆Cbm

Tàu vỏ thép có vỏ hàn hoặc đinh chìm

Tàu chạy nhanh Tàu chạy trung bình

0.3-0.5 0.4-0.7

Tàu tán đinh hoặc hàn điện có độ lồi lõm

Trong khu vực mũi về sườn giữa tàu, do các phần tử chất lỏng chuyển động theo chiều tăng của áp lực nên tốc độ của áp lực tăng dần và đạt giá trị lớn nhất tại sườn giữa tàu Còn khu vực tại sườn giữa tàu về phía đuôi tàu, các phần tử chất lỏng lại chuyển động theo chiều giảm của áp lực nên tốc độ của các phần tử giảm dần Riêng lớp chất lỏng chảy sát vỏ tàu, do ma sát với bề mặt vỏ tàu, nên năng lượng của nó, ngoài việc khắc phục sự tăng của áp lực còn phải thắng được sự ma sát nên bị giảm nhanh và đến một lúc nào đó, dưới tác dụng của sự tăng áp lực trong dòng chất lỏng sẽ làm xuất hiện một dòng chất lỏng chảy ngược sát bề mặt vỏ tàu, tạo ra vùng xoáy sau đuôi tàu, làm giảm áp lực sau đuôi tàu giảm tạo ra một sức cản, được gọi là sức cản hình dạng của tàu Đối với những tàu có độ dãn dài lớn (L/B ≥ 6), lớp biên sẽ tách khỏi bề mặt tàu rất êm nên thường ít gây ra sự tạo xoáy, do đó sức cản hình dạng đối với tàu như thế là rất nhỏ

Vì vậy có thể giảm sức cản hình dạng bằng tăng tỷ số L/B, chọn hình dạng tốt, lựa chọn chiều dài và độ nhọn vòm đuôi tàu một cách hợp lý

Việc xác định sức cản hình dạng rất phức tạp, thường cũng được xác định theo công thức chung:

𝑅ℎ𝑑 = 𝐶ℎ𝑑𝜌𝑉𝑠2

Trong đó hệ số sức cản hình dạng Chd thường chỉ liên quan đến kích thước tàu, nhất là diện tích sườn giữa tàu w0 và đặc điểm về hình dạng và chiều dài của đoạn đuôi tàu Lf (m)

𝐶ℎ𝑑 = 0.09𝜔0

𝑆 √√𝜔0

 Sức cản sinh sóng

Sức cản sinh sóng xuất hiện cũng do sự phân bố lại áp lực và áp lực chất lỏng chảy

dọc bề mặt vỏ tàu, gây ra các hệ thống sóng xung quanh tàu khi chuyển động

Hình 2.7 Các hệ thống sóng xung quanh tàu khi chuyển động [1]

+ Sóng lan tỏa: gồm các sóng có tuyến chạy ngắn, chạy song song kế tiếp nhau

nằm đối xứng trên đường thẳng và tạo với mặt phẳng dọc giữa tàu góc  = 18 – 200 Mặt trước của các sóng lan tỏa tạo với mặt phẳng dọc giữa tàu một góc  =2= 36 – 400 Khi chuyển động, sóng lan tỏa mũi và đuôi lan truyền độc lập nhau và cường độ sóng lan tỏa phía mũi lớn hơn và càng cách xa vị trí xuất phát thì chiều cao sóng lan tỏa sẽ giảm dần

+ Sóng ngang: gồm các sóng chạy vuông góc phân bố trong phạm vi góc  sóng lan tỏa Càng xa vị trí xuất phát, chiều dài sóng ngang tăng, chiều cao giảm nên năng lượng không đổi

Khi tàu chạy ở tốc độ thấp thường chỉ thấy sóng lan tỏa và sóng lan tỏa là sóng ngắn, năng lượng nhỏ nên sức cản sinh sóng nhỏ Nhưng khi tốc độ tàu tăng sóng ngang

là chủ yếu do chiều dài sóng tăng tỷ lệ bình phương vận tốc tàu, còn sóng lan tỏa trở nên

mờ nhạc Do hệ thống sóng ngang có năng lượng lớn nên sức cản sính sóng trong trường hợp này lớn Nếu hệ thống sóng ngang mũi chồng lên đáy các sóng ngang đuôi sẽ làm giảm sức cản sóng Nếu đỉnh các sóng ngang mũi chồng lên đáy các sóng ngang đuôi sẽ làm giảm sức cản sóng, giảm góc vào nước của mũi tàu và phân bố lại thể tích chiếm nước dọc theo chiều dài tàu bằng cách di chuyển sườn giữa về phía đuôi đề di chuyển tâm nổi về phía đuôi

2.1.2.3 Các thành phần sức cản phụ khác

Sức cản phụ bao gồm các thành phần sức cản xuất hiện do các phần lồi trên tàu gây ra, sức cản sóng biển đối với chuyển động của tàu và một số thành phần của sức cản phụ khác

- Sức cản của các thành phần lồi

Các phần lồi nằm duới nuớc của tàu như chân vịt, bánh lái, ống bao, giá đỡ v v… Khi chuyển động sẽ làm tămg thêm sức cản của môi trường nước đối với chuyển động của tàu Tuy nhiên, do các phần lồi thuờng được đặt ở khá sâu dưới mặt nước nên khi tàu chuyển động, chúng không gây ra sự tạo sóng trên mặt thoáng nuớc nên sức cản sinh sóng đa phần rất nhỏ, do đó có thể xem sức cản của các phần lồi chỉ bao gồm lực ma sát và sức cản hình dáng Sức cản của phần lồi có thể xác định tương tự như các thành phần sức cản khác theo công thức tổng quát:

𝑅𝑝𝑙 = 𝐶𝑝𝑙𝜌𝑉𝑆2

Trong đó hệ số sức cản của các phần lồi Cpl là hàm của số Reynolde

- Sức cản không khí

Sức cản không khí đối với phần thân tàu trên mặt nuớc gồm hai phần chính là lực

ma sát và sức cản hình dáng, trong khi đó sức cản hình dáng thường có giá trị lớn hơn nhiều vì sức cản của không khí khi tàu chuyển động đuợc gây ra chủ yếu do sụ phá vỡ của các xoáy không khí do dòng không khí chảy vòng xung quanh phấn thân tàu nằm phía trên mặt nuớc sức cản không khí phụ thuộc chủ yếu vào hình dáng của phần kiến trúc thượng tầng của tàu, trong khi đó khi không gió, sức cản không khí bằng khoảng (1,5 – 3)% giá trị sức cản toàn phần nhưng khi có gió, sức cản không khí có thể lớn hơn đến 10% giá trị sức cản toàn phần của tàu Về lý thuyết, có thể xác định chính xác sức cản không khí bằng cách thổi quét đối với phần nổi trên mặt nước của mô hình tàu trong không khí động hoặc xác định theo công thức sau:

S là diện tích hình chiếu phần tàu trên mặt nước lên mặt phẳng giữa tàu (m2)

Vg là vận tốc gió, với dấu (+) ứng với gió ngược, dấu (-) ứng với gió cùng chiều chuyển động tàu

CA là hệ số sức cản không khí, có giá trị (0.8-0.9) đối với tàu có thượng tầng thông thường và (0.4-0.5) đối với tàu có thượng tầng dạng khí động

Như vậy, trên đây và những lý thuyết về sức cản tàu thủy Vậy làm sao để tính sức cản?

Và có bao nhiêu cách để tính sức cản cho tàu cá ở Việt Nam Phần tiếp theo sẽ giới thiệu những phương pháp tính sức cản

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỨC CẢN

Hiện nay số các công trình nghiên cứu về sức cản vỏ tàu rất nhiều Mỗi một phương pháp tính đều có ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng và chỉ đúng cho trường hợp chuẩn

2.2.1 Phương pháp giải tích

Phương pháp giải tích thường được xây dựng trên cơ sở lý thuyết của cơ chất lỏng

để xác định một cách chính xác những thành phần sức cản có trong sức cản tổng hợp

của tàu Tuy nhiên hiện mới chỉ có công thức giải tích tính chính xác thành phần sức cản ma sát của tàu, còn việc thiết lập công thức giải tích tính các thành phần sức cản khác còn gặp nhiều khó khăn nên cho đến hiện nay phương pháp vẫn chưa được áp dụng rộng rãi

2.2.2 Phương pháp thử nghiệm mô hình

Phương pháp thử mô hình là phương pháp chính để xác định sức cản tàu được sử dụng phổ biến ở nhiều nước có nền kinh tế, khoa học kỹ thuật phát triển Tuy nhiên việc xây dựng bể thử rất phức tạp và tốn kém nên chỉ có một số nước trên thế giới thực hiện được Để xác định được sức cản vỏ tàu bằng phương pháp thử mô hình người ta

tiến hành các phần cơ bản sau:

- Chế tạo mô hình thu nhỏ của tàu thực

- Thử nghiệm kéo mô hình trong bể thử để xác định sức cản của mô hình đã chế tạo

- Chuyển kết quả của mô hình sang tàu thực theo tỷ lệ đồng dạng

Chế tạo mô hình thu nhỏ của tàu thực là một công việc đơn giản với khoa học kỹ thuật như ngày nay Nhưng mô hình hoá các tính năng hàng hải của tàu phải dựa vào định luật đồng dạng trong nghiên cứu sức cản vỏ tàu và phải dựa vào những yêu cầu đồng dạng của lý thuyết cơ chất lỏng Khi thử mô hình không thể đồng thời đảm bảo được cùng một lúc yêu cầu đồng dạng của cơ học chất lỏng mà chỉ đảm bảo được từng phần Tương tự về mặt kỹ thuật chỉ đảm bảo đồng dạng từng phần về hiện tượng và lực môi trường sóng Do đó việc tính sức cản bằng phương pháp thử mô hình trong bể thử

là rất phức tạp và tốn kém Tuy nhiên nó lại đạt được độ chính xác rất cao, nên có thể

sử dụng trong việc xây dựng các công thức gần đúng hoặc các đồ thị thực nghiệm

2.2.3 Phương pháp thử kéo tàu thật

Phương pháp kéo tàu thật được xây dựng trên cơ sở xác định sức cản của tàu thiết

kế bằng cách tổ chức thử nghiệm kéo các tàu thật trong thực tế Phương pháp này rất tốn kém về thời gian, tiền bạc và công sức nên thường được sử dụng để kiểm tra và đánh giá độ chính xác của các phương pháp tính khác, nhất là phương pháp thử nghiệm

mô hình

2.2.4 Phương pháp thử tốc độ

Phương pháp thử tốc độ xây dựng trên cơ sở phân tích kết quả thử tốc độ tàu thật Phương pháp này cho kết quả ít chính xác do sự xuất hiện nhiều hiện tượng phức tạp cạnh tàu khi chân vịt hoạt động nên ít được áp dụng, chủ yếu nhằm mục đích cung cấp các số liệu thực nghiệm để so sánh với các phương pháp khác

2.2.5 Phương pháp gần đúng

Phương pháp này xác định sức cản tàu dựa trên cơ sở tổng kết các kết quả nhận được khi thử hàng loạt mô hình có hình dáng biến đổi một cách hệ thống, hay dựa trên kết quả tàu thật các kết quả này thường được tổng kết lại thành các công thức gần đúng hay các đồ thị để xác định sức cản một cách nhanh chóng Vì vậy phương pháp này có

độ chính xác không cao, phụ thuộc chủ yếu vào sự khác nhau của đường hình tàu đang

xét, với đường hình tàu dùng để thử nghiệm mô hình

Tuy nhiên, do đơn giản và dễ sử dụng nên phương pháp này được áp dụng rộng rãi, nhất là trong giai đoạn tính sơ bộ, chưa cần độ chính xác cao hay khi không có điều kiện thử mô hình Hiện nay có khá nhiều công thức tính với độ chính xác và phạm vi ứng dụng khác nhau Tùy thuộc vào từng loại tàu, tàu cá , tàu vận tải…và vùng hoạt động để có thể lựa chọn ra phương án phù hợp nhất có thể

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH GẦN ĐÚNG SỨC CẢN TÀU CÁ

2.3.1 Công thức Võ Văn Trác

Công thức tính sức cản gần đúng của Võ Văn Trác được tổng hợp trên cơ sở kết quả thử nghiệm mô hình 32 mẫu tàu cá của Việt Nam Phạm vi áp dụng công thức này là những tàu cá có thông số nằm trong phạm vi cho trong Bảng 2.3 như sau:

RF - Sức cản ma sát được xác định theo sức cản của tấm phẳng

Trong đó RF biểu thị sự ảnh hưởng của của độ nhám và phần lồi thân tàu Nó được tính theo công thức tính sức cản ma sát của tấm phẳng, có tính đến độ cong và độ nhám của

bề mặt vỏ tàu so với tấm phẳng theo công thức tổng quát:

Các thông số L, B, T, δ như sau:

L - Chiều dài thiết kế (m)

Tính theo hệ số sức cản ma sát tấm phẳng phụ thuộc giá trị số Reynolde (theo công thức 2.9 và 2.10)

Hệ số sức cản ma sát tấm phẳng tính theo công thức của Hội nghị quốc tế các bể thử lần VIII(ITTC -1957) ∑ ∆𝜉𝑡 là tổng các hệ số sức cản phụ sinh ra bởi độ nhám, tính ăn lái, gió và các phần nhô Các hệ số có thể lấy theo bảng 2.4

Rd là sức cản dư xác định theo đồ thị thực nghiệm, phụ thuộc vào các thông số của tàu gồm các kích thước chinihs L/B, B/T, giá trị số Froude và hệ số lăng trụ dọc tàu φ như sau:

𝐷 tra được trên đồ thị thực nghiệm Võ Văn Trác ứng với tỷ số B/T=2.5

Trong đó: R là sức cản toàn bộ vỏ tàu (KG)

Rms là sức cản ma sát (KG)

Rdư là sức cản dư được xác định từ các thông số thực nghiệm (KG)

 Tính sức cản ma sát: Sức cản ma sát được tính dựa theo lý thuyết tấm phẳng của Froude

2𝐶𝑚𝑠𝜌𝑉2𝑆 (2.25) Trong đó: 𝜌 là mật độ nước biển 𝜌=104.5 (kG.s2/m4)

Cms là hệ số ma sát vỏ tàu

V là vận tốc của tàu (m/s)

S là diện tích mặt ướt (m2)

Tính hệ số ma sát Cms:

Hệ số sức cản ma sát được tính từ hệ số sức cản ma sát của tấm phẳng tương đương với tàu có tính đến ảnh hưởng của độ cong dọc và độ nhám của bề mặt vỏ tàu so với tấm phẳng

ξ𝑡0 là hệ số ma sát tấm phẳng tương đương Do dòng nước bao quanh vỏ tàu là dòng chảy rối nên hệ số ma sát tấm phẳng tương đương ξ𝑡0 được xác định theo công thức:

D là lượng chiếm nước

LD=0.5(Lpp+Ltk) là chiều dài tương ứng lượng chiếm nước D

Lpp là chiều dài hai trụ xác định từ bản vẽ kết cấu của tàu thiết kế

 Tính sức cản Rdư

Rdư = (C1f1+ C2f2+ C3f3+ C4f4)∆ (2.30) Trong đó:

Để đơn giản trong việc tính toán các hệ số Ci được tra từ đồ thị

Hệ số di,j được tra theo bảng 2.5

Bảng 2.5 Các giá trị hệ số d i,j

di,0 79.3214 6714.884 -908.444 3012.145 di,1 -0.09287 19.83 2.52704 2.71437 di,2 -0.00209 2.66997 -0.35794 0.25521

di,3 -246.459 -19662 755.1866 -9198.81 di,4 187.1366 14099.9 -48.9395 6886.604

di,5 -1.42893 137.3361 -9.86873 -159.927 di,6 0.11898 -13.3694 -0.77652 16.23621 di,7 0.15727 -4.49852 3.7902 -0.82014

di,8 -0.00064 0.021 -0.01879 0.00225 di,9 -2.52862 216.4492 -9.24399 236.3797 di,10 0.50619 -35.076 1.28571 -44.1782

di,11 1.62851 -128.725 250.6491 207.2558

𝛼̅ = 𝜃𝐿𝐷

𝐵 trong đó: 𝜃 là góc giữa tiếp tuyến với đường nước ở mũi mặt phẳng đối

Abt là diện tích MCN mũi quả lê tại đường vuông góc mũi

 (1+k1) là hệ số ảnh hưởng của vỏ tàu được tổng kết cũng trên cơ sở thống kê (1 + 𝑘1) = 0.93 + 0.487118(1 +

T là chiều chìm trung bình của tàu

C1 =-10 với tàu đáy chữ V, 0 với tàu có MCN dạng bình thường, 10 với tàu có MCN dạng chữ U

 RAPP sức cản bổ sung tính theo:

𝑅𝐴𝑃𝑃 =1

2𝜌𝑉𝑠2𝐶𝐹(1 + 𝑘2)𝑡𝑑𝑆𝐴𝑃𝑃 + 𝑅𝐵𝑇 (2.43) Với: RBT là sức cản do ảnh hưởng của mũi quả lê

mũi quả lê K2=1, có mũi quả lê tính theo công thức sau:

Tf là mớn nước đo tại trụ mũi

hB là chiều cao tâm mặt cắt ABT trên đường cơ bản

𝐾1 = 6919.3𝐶𝑀−1.3346(∇

𝐿3)2.0098(𝐿

𝐵− 2)1.4069 (2.57)

𝐾4 = −7.2035 (𝐵

𝐿)0.3269(𝑇

𝐵)0.6054 (2.58) Công thức nội suy dùng để tính sức cản sóng trong phạm vi 0.4<Fr<0.55:

C4= 0.04 khi TF/L> 0.04

2.3.4 Công thức viện thiết kế Leningrad

Công thức của viện thiết kế Leningrad như sau:

𝑅 = 0.17𝑆𝑉1.825+ 1.45 (24 −𝐿

𝐵) 𝛿52 𝐷

𝐿2𝑉4 (2.67) Trong đó: D là lượng chiếm nước

S là diện tích mặt ướt S=(1.36T+1.13δB)

V là vận tốc tàu (m/s)

𝛿 là hệ số chiếm nước của tàu

2.3.5 Công thức tính sức cản của Papmeil

Công thức do nhà khoa học Liên Xô cũ xây dựng trên cơ sở kết quả thử nghiệm một số mô hình kết hợp với số liệu thống kê thu nhận được sau khi thực hiện một số chuyến thử tàu thực, xác định công suất kéo có ích của tàu EPS theo công thức sau:

𝐸𝑃𝑆 =𝑅𝑉𝑆

75 =𝐷𝐿

𝑥√ψ

λ

𝑉𝑆3

Trong đó: D là lượng chiếm nước của tàu

L là chiều dài của tàu

λ là hệ số ảnh hưởng đến chiều dài tàu

λ = 0.7 + 0.3√𝐿/100 khi L<100m λ=1 khi L≥100m

ψ là hệ số đặc trưng cho hình dạng thân tàu 𝜓 = 10𝐵

𝐿𝛿

Cp là hệ số thực nghiệm xác định theo đồ thị thực nghiệm của

Papmeil (Hình 2.8), phụ thuộc vào vào hệ số hình dạng ψ và vận tốc tương đối 𝑉 = 𝑉√𝜓

𝐿

Bảng 2.7 x là hệ số ảnh hưởng phần nhô ra của tàu:

Hình 2.8 Đồ thị Papmeil tính công suất kéo của tàu [1]

Phần trên là các công thức gần đúng để áp dụng cho việc tính toán bằng tay Và việc tin học ngày càng phát triển thì việc ứng dụng phần mềm để tính sức cản là không

thể thiếu Phần sau đây là giới thiệu về lý thuyết CFD dùng để tính toán sức cản

2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CFD

CFD (Computational Fluid Dynamics) thực chất là lĩnh vực khoa học sử dụng phương pháp số kết hợp với công nghệ mô phỏng trên máy tính để giải các bài toán có liên quan đến các yếu tố chuyển động và đặc tính lý hóa của các quá trình xảy ra trong môi trường đang xét, các đặc tính nhiệt động, động học, động lực học, khí động lực học, đặc tính lực, lực - mômen và tương tác các môi trường với nhau… phụ thuộc đối tượng

và phạm vi cụ thể từng vấn đề, từng lĩnh vực khoa học mà CFD có thể ứng dụng được Như vậy về bản chất, CFD không đơn thuần chỉ là “Tính toán động lực học chất lỏng - Computational Fluid Dynamics” - như ý nghĩa thuật ngữ chỉ tên gọi ban đầu của nó CFD được phát triển ứng dụng và đem lại hiệu quả cao trong lĩnh vực cơ học môi trường của lưu chất (chất khí, chất lỏng, plasma, …) và các môi trường biến dạng, đàn hồi… Trong thực tế, ký thuyết CFD đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi vào nhiều ngành khoa học tiên tiến và công nghệ cao và những ngành khoa học để phục vụ cho dân sinh

Ví dụ, CFD được ứng dụng mô phỏng chuyển động của tàu vũ trụ với vận tốc siêu thanh

và dòng chảy bao cũng như các yếu tố khí động tác dụng lên các vật thể bay nói chung CFD được ứng dụng vào ngành đại dương học để mô phỏng tìm quy luật các dòng biển nóng, lạnh và tác động của chúng lên khí hậu toàn cầu…

Về lý thuyết, những khía cạnh vật lý của bất kỳ một dòng lưu chất nào đều được kiểm soát bởi ba nguyên lý cơ bản sau:

 Bảo toàn khối lượng

 Bảo toàn động lượng hay định luật 2 Newton: F = ma

 Bảo toàn năng lượng

Những nguyên lý cơ bản này có thể biểu thị dưới dạng các phương trình toán học,

mà dạng tổng quát nhất của chúng chính là những phương trình vi phân đạo hàm riêng Khi đó, tính toán động lực học lưu chất là phương pháp thay thế các phương trình đạo hàm riêng chủ đạo của dòng lưu chất bằng số và đưa những số này vào không gian hoặc thời gian để nhận được sự mô tả số cuối cùng đối với trường dòng chảy đầy đủ cần quan tâm Trong ngành kỹ thuật tàu thủy, CFD đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, nhất là trong tính động lực học như sức cản, seakeeping; ảnh hưởng của các hiện tượng slamming, sloshing, whipping đến két chứa; tải trọng động tác dụng lên tàu, ổn định

khí động học kết cấu thượng tầng, mô phỏng sự lan truyền của khói, lửa… So với phương pháp tính khác, CFD có nhiều ưu điểm, nhất là có ưu thế rất rõ rệt trong việc giải các bài toán có liên quan đến dòng chất lỏng, chất khí bao quanh vật thể Có thể kể một số ưu điểm của CFD như sau:

 Cho phép giảm đáng kể thời gian, giá thành đối với các thiết kế mới

 Nghiên cứu được những hệ thống mà công tác thực nghiệm gặp nhiều khó khăn, tốn kém hoặc thậm chí không thể thực hiện được

 Có khả năng nghiên cứu các hệ thống nằm trong những điều kiện nguy hiểm

có thể gây ảnh hưởng đến con người

 Có thể xuất ra số lượng kết quả tính toán không giới hạn cụ thể và chi tiết Quá trình giải bài toán dựa trên CFD thường gồm 3 bước cụ thể như sau

Bước 1: Pre – Processor (Tiền xử lý)

Xây dựng mô hình, định nghĩa miền tính toán, chia lưới, lựa chọn các quá trình lý hóa cần mô phỏng, định nghĩa các thuộc tính của dòng chất lỏng, xác định các điều kiện biên chính xác tại các phần tử trùng hoặc dính với vùng biên…

Bước 2: Processor (Xử lý)

Chạy chương trình để giải bài toán mô phỏng theo các phương pháp giải đã được lựa chọn trong bước trên

Bước 3: Post – Processor (Hậu xử lý)

Do thời gian khảo sát thường rất lớn và bước thời gian tính toán thường rất nhỏ,

để đảm bảo độ chính xác nên khối lượng tính cần rất lớn cần sử dụng máy tính tốc độ cao Ngoài ra, việc chuẩn bị các số liệu, thông số cần thiết để đưa vào mô hình mô phỏng cũng mất nhiều thởi gian và công sức, tuy nhiên đây là phương pháp mô phỏng hiện đại, đã đang được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới đặc biệt là ở các nước phát triển trong hầu hết các lĩnh vực nói chung và lĩnh vực kỹ thuật tàu thủy nói riêng Ở bài toán hiện tại sẽ áp dụng phần mềm Xflow của nhà phát triển cũng là chủ sở hữu Next Limit Technologies để tính sức cản cho tàu cá

2.5 PHẦN MỀM XFLOW

2.5.1 Giới thiệu chung

Hiện nay có nhiều phần mềm CFD dùng tính động lực học tàu thủy nhưng trong phạm

vi đề tài sử dụng phần mềm Xflow để tính và mô phỏng 3D theo kỹ thuật CFD Về mặt

lý thuyết, Xflow sử dụng phương pháp dựa trên hạt và Lagrangian để giải quyết các bài