- 1 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Ứng dụng CFD nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên tàu chở hàng sông. - Tác giả luận văn: Trương Ngọc Kha Khóa: 2017B Người hướng dẫn: TS. - Ngô Văn Hệ Nội dung tóm tắt: a) Lý do chọn đề tài Nghiên cứu, phân tích, đánh giá và hiểu rõ chuyển động của tàu hay tương tác giữa dòng chảy và thân tàu, hay biến thiên các yếu tố tác động lên tàu như nhiệt độ, áp suất, vận tốc của các vật thể chuyển động trong môi trường chất lỏng là vấn đề quan trọng trong thực tế tính toán, thiết kế tối ưu các sản phẩm để mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. - Các thuộc tính của dòng chất lỏng có thể nhận được từ kết quả thực nghiệm hay kết quả của các lời giải lý thuyết từ các hệ phương trình toán học. - Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đó còn có nhiều những vấn đề khó khan nhất định. - Sử dụng phương pháp lý thuyết kết hợp với tính toán mô phỏng số CFD (Computational Fluid Dynamics) là phương pháp có thể giải quyết được các bài toán từ đơn giản đến phức tạp, đây là phương pháp khá hữu ích trợ giúp cho các nhà nghiên cứu hiện nay trong việc giải quyết các bài toán kỹ thuật. - Trong thực tế nghiên cứu thiết kế và cải tiến thiết kế cho đội tàu chờ hàng, vấn đề sử dụng công cụ tính toán mô phỏng số nhằm giảm bớt chi phí thực hiện cũng như việc nâng cao hiệu quả thực hiện đã trở nên cần thiết. - Việc ứng dụng công cụ CFD có thể giúp giảm bớt mô hình thực nghiệm, tiết kiệm được chi phí chế tạo mô hình, sử dụng CFD giúp nhà thiết kế có được các hình ảnh trực quan chuyển động và tương tác giữa dòng chảy và thân tàu tốt hơn. - Ứng dụng công cụ mô phỏng số trong nghiên cứu giảm lực cản, nâng cao hiệu quả khai thác vận tải tàu là một trong những vấn đề đã và đang cần thiết được giải quyết. - Từ đó, với những yêu cầu đặt ra cho các nhà nghiên cứu thiết kế nhằm làm giảm được lực cản tác động lên tàu, góp phần nâng cao hiệu qua khai thác tàu. - Tác giả thực hiện đề tài luận văn: “Ứng dụng CFD nghiên cứu giảm lực cản khí động tác động lên tàu chở hàng sông. - b) Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Trong luận văn này, tác giả thực hiện việc tính toán lực cản khí động tác động lên thân tàu chở hàng sông, thông qua sử dụng công cụ CFD, trên cơ sở phân tích kết quả tính toán mô phỏng số thu được nhằm đưa ra một số giải pháp làm giảm lực cản 2 khí động tác động lên tàu, cũng như những khuyến cáo cho việc khai thác sử dụng tàu nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao nhất thông qua việc giảm lực cản khí động. - Thực hiện sử dụng công cụ tính toán mô phỏng số CFD nhằm lắm bắt được quy trình và trình tự các bước thực hiện trong bài toán động lực học chất lỏng CFD, thực hiện tính toán mô phỏng lực cản khí động tác động lên thân tàu. - Ứng dụng công cụ mô phỏng số CFD, thực hiện mô phỏng lực cản khí động tác động lên thân tàu chở hàng sông. - Trên cơ sở phân tích kết quả nghiên cứu và tính toán mô phỏng số CFD với mẫu tàu nguyên bản, tác giả đưa ra một số biện pháp nhằm làm giảm lực cản khí động tác động lên thân tàu chở hàng sông, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế khai thác tàu. - Đối tượng nghiên cứu của luận văn là loại tàu chở hàng sông đặc thù trên tuyến sông miền bắc nước ta, loại tàu hàng sông với tải trọng khoảng 350 tấn. - Tác giả nghiên cứu, khảo sát các đặc tính khí động lực học của phần thân tàu trên mặt nước thông qua mô phỏng số CFD. - Từ việc phân tích các kết quả mô phỏng số CFD lực cản gió và các đặc tính khí động thân tàu, tác giả đưa ra một số biện pháp cải tiến nhằm làm giảm lực cản gió tác động lên tàu c) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính Trong luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu ứng dụng công cụ tính toán mô phỏng số CFD trong tính toán lực cản khí động tác động lên thân tàu chở hàng sông tại phần trên mặt nước. - Đồng thời thông qua việc phân tích các phương pháp, giải pháp làm giảm lực cản tàu thủy, tác giả tập trung nghiên cứu các giải pháp nhằm làm giảm lực cản khí động tác động lên thân tàu chở hàng sông nghiên cứu. - Bên cạnh đó, tác giả nghiên cứu các phương pháp, công cụ thực hiện nghiên cứu giảm lực cản hiện tại đang sử dụng. - Từ đó tác giả nghiên cứu tính toán lực cản tàu thủy bằng phương pháp sử dụng công cụ mô phỏng số CFD. - Thông qua việc sử dụng công cụ mô phỏng số, tác giả thực hiện khảo sát các đặc tính khí động lực học tác dụng lên thân tàu hàng sông. - Từ các phân tích kết quả, tác giả đưa ra một số giải pháp nhằm giảm lực cản khí động tác động lên tàu. - Thông qua các kết quả về sử dụng CFD thực hiện tính toán khảo sát lực cản khí động tác động lên tàu, các biện pháp nhằm giảm lực cản khí động tác động lên tàu hàng sông được đề xuất thực hiện. - Luận văn này có thể sử dụng làm các tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu tính toán lực cản khí động tác động lên tàu chở hàng nói chung, sử dụng làm các tài liệu tra cứu về sự ảnh hưởng của lực cản khí động đến quá trình khai thác tàu và cũng là tài liệu tham khảo cho các nhà khai thác sử dụng tàu trong khai thác tàu để nhằm có được hiệu quả kinh tế khai thác tàu cao nhất. - 3 d) Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn này, tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu tính toán lý thuyết 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 Trong luận văn này, các nội dung được giao trong đề cương luận văn đã được hoàn thành. - Các phần đã thực hiện được bao gồm: nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán mô phỏng số CFD, các bước thực hiện và quy trình tính toán mô phỏng số CFD bài toán khảo sát đặc tính khí động học thân tàu chở hàng sông. - Nghiên cứu khảo sát đặc tính khí động học thân tàu chở hàng sông và nghiên cứu giảm lực cản cho tàu chở hàng sông thông qua sử dụng CFD. - Kết quả thực hiện nghiên cứu và kết quả thực hiện luận văn cho thấy: dải vận tốc khái thác tàu hay điều kiện khai thác tàu ở cấp gió khác nhau có ảnh hưởng đến các đặc tính khí động học và lực cản khí động tác động lên thân tàu. - Tư thế khai thác tàu có ảnh hưởng đến đặc tính khí động học và lực cản tác động lên tàu. - Thông qua các biện pháp cải tiến hình dáng phần thân trên mặt nước của tàu, có thể giúp cải thiện đặc tính khí động học cho tàu và giúp giảm được đáng kể lực cản khí động tác động lên thân tàu, mức giảm lên tới 43% tổng lực cản khí động tác động lên tàu trong điều kiện khảo sát. - Luận văn này có thể sử dụng làm tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu tính toán lực cản gió tác động lên tàu thông qua sử dụng CFD, có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo nghiên cứu về ảnh hưởng của lực cản khí động đến quá trình khai thác tàu và cũng như nghiên cứu giảm lực cản cho tàu nhằm cải thiện và nâng cao hiệu quả kinh tế khai thác tàu.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt