- 1 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: 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. - Ngô Văn Hệ Nội dung tóm tắt: a) Lý do chọn đề tài 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 thông qua sử dụng phương pháp tính toán mô phỏng số CFD. - b) Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của đề tài là. - Nghiên cứu phương pháp tính toán mô phỏng số CFD trong tính toán mô phỏng đặc tính khí động học vật thể. - Khảo sát đặc tính khí động học một số hình dáng hình học vật thể cơ bản nhằm đưa ra ảnh hưởng của hình dáng hình học vật thể đến đặc tính khí động học, hướng tới cơ sở tối ưu hình dáng khí động học vật thể. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hình dáng thân tàu đến đặc tính khí động học và nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên thân tàu chở container. - Đối tượng nghiên cứu là: Đối tượng nghiên cứu của luận văn là mô hình hình học vật thể cơ bản và mô hình tàu chở container 1000 TEU. - Tác giả đi nghiên cứu, khảo sát các đặc tính khí động lực học của phần thân tàu trên mặt nước thông qua mô phỏng số CFD để đưa ra giải pháp giảm lực cản khí động tác động lên tàu. - Mở đầu: Giới thiệu chung, đặt vấn đề. - Đưa ra phương pháp tı́nh lực cản tàu theo lý thuyết và tı́nh lực cản theo phương pháp tính mô phỏng số CFD. - Chương 3: Ảnh hưởng của hình dáng hình học đến đặc tính khí động học vật thể. - Chương này trình bày các tính toán mô phỏng với một số hình dạng cơ bản nhằm hướng tới tối ưu đặc tính khí động học vật thể để có cơ sở đi đến giải pháp giảm lực cản khí động trên tàu. - Chương 4: Nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên tàu chở container. - Trong chương này, tác giả thực hiện tính toán khảo sát đặc tính khí động lực học cho thân tàu chở container nguyên bản, từ đó đưa ra một số phương án sắp xếp container trên tàu nhằm làm giảm lực cản khí động tác động lên tàu. - d) Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn này, tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu tính toán lý thuyết thuần túy kết hợp với mô phỏng số CFD. - Thông qua việc so sánh đánh giá kết quả từ các nghiên cứu đã có sẵn, lý thuyết tính toán theo các công thức kinh nghiệm và kết quả mô phỏng số tác giả đưa ra các tính toán phù hợp có độ tin cậy nhất trong điều kiện nghiên cứu hiện nay. - e) Kết luận Nghiên cứu đặc tính khí động học vật thể và khí động học phương tiện giao thông vận tải nhằm cải thiện đặc tính khí động học nâng cao hiệu quả khai thác vận tải là vấn đề quan trọng luôn được đặt ra đối với các nhà nghiên cứu. - Phương pháp nghiên cứu sử dụng công cụ tính toán mô phỏng số CFD trong tính toán, khảo sát đặc tính khí động lực học nói chung là phương pháp hiện nay được ứng dụng rộng rãi và hiệu quả cao trên thế giới, tuy nhiên đây là vấn đề còn mới ở nước ta. - Phương pháp này giúp ta tiết kiệm được thời gian và kinh phí so với phương pháp nghiên cứu lý thuyết truyền thống kết hợp với thực nghiệm. - Trong quá trình thực hiện nghiên cứu sử dụng phương pháp nghiên cứu mô phỏng số CFD sẽ giúp các nhà nghiên cứu thu được các hình ảnh trực quan sinh động về phân bố vận tốc, áp suất, dòng bao quanh vật thể khảo sát. - Các kết quả này giúp các nhà nghiên cứu có thể quan sát trực quan sinh động về hiện tượng vật lý của dòng chảy bao quanh thân tàu. - Từ đó giúp ta đánh giá được một cách tổng thể về đặc tính khí động của hình dáng thân tàu, đặc biệt là các khu vực tạo dòng xoáy, để từ đó có những thiết kế phù hợp hơn cho các mẫu tàu mới giảm lực cản. - Trên cơ sở mô phỏng số, các thành phần lực cản khí động tác động lên tàu đã được tính toán và so sánh, để tìm ra được những yếu tố thay đổi tích cực, giúp giảm lực cản gió tác động lên thân tàu. - Từ các cơ sở tính toán mô phỏng này, sẽ giúp các 3 nhà thiết kế, nghiên cứu tìm ra các biện pháp làm giảm lực cản, tối ưu hình dáng cho tàu cũng như kiến trúc thượng tầng tàu. - Trên cơ sở tính toán, phân tích kết quả mô phỏng số CFD, luận văn đã giải quyết được các bước tính toán mô phỏng số CFD, đã đưa ra được một số cơ sở thực hiện tối ưu hình dáng khí động học vật thể xuất phát từ hình dáng hình hộp. - Thông qua việc phân tích ảnh hưởng của hình dáng khí động học vật thể hình hộp và việc cải tiến hình dáng hình hộp nâng cao đặc tính khí động học cho hình hộp, giảm lực cản khí động tác động lên hình hộp, việc tối ưu hóa hình dạng hình hộp đã được thực hiện, lực cản khí động tác động lên hình hộp cải tiến đã giảm đáng kể so với ban đầu, lên tới 70% tông lực cản khí động tác động lên vật thể. - Kêt quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề tối ưu hình dáng khí động vật thể, cải thiện hình đáng khí động cho các phương tiện giao thông vận tải giúp giảm lực cản, nâng cao hiệu quả khai thác phương tiện như trong tối ưu hình dáng xe ô tô, thượng tầng tàu thủy, máy bay hay thiết bị vận tải, tự hành khác. - Trên cơ sở tiến tới tối ưu đặc tính khí động học vật thể, luận văn đã vận dụng trong vấn đề nghiên cứu giảm lực cản tác động lên thân tàu chở container thông qua việc khảo sát, so sánh và đánh giá tác động của các phương án xếp container trên boong tàu khác nhau đến các đặc tính khí động học thân tàu phần phía trên mặt nước. - Trên cơ sở đánh giá, so sánh các phương án đưa ra, phương án tốt nhất với lực cản khí động tác động lên tàu nhỏ nhất đã được tim ra. - Trên cơ sở so sánh lực cản và phần công suất tiêu hao cho phần lực cản khí động tác động lên các mẫu tàu khảo sát cho thấy việc bố trí, sắp xếp các phương án xếp container khác nhau có thể làm thay đổi lên tới 50% tổng lực cản tác động lên tàu theo phương án xếp hàng. - Như vậy thông qua việc xếp hàng có thể giúp tiết kiệm được tới 50% lực cản khí động tác động lên tàu. - Trong vấn đề nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên tàu thông qua việc sắp xếp container trên tàu, mặc dù phương án xếp hàng có thể là tối ưu, có lực cản khí động nhỏ nhất tác động lên tàu, nhưng cần thiết phải có những nghiên cứu, tính toán cụ thể khác liên quan đến vấn đề cân bằng và ổn định cho tàu, cũng như cần nghiên cứu đến các vấn đề liên quan đến phân bố tải trọng và độ bên chung toàn tàu để đảm bảo an toàn hàng hải cho tàu. - Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài luận văn này, những vấn đề này chưa được thực hiện nghiên cứu đến.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt