LUẬN VĂN - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tính toán động lực học lưu chất (computational fluid dynamics – cfd) trong các bài toán kĩ thuật
9 thg 11, 2018 | 16:41

LUẬN VĂN - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tính toán động lực học lưu chất (computational fluid dynamics – cfd) trong các bài toán kĩ thuật


Trong Ihực tế chúng ta luôn bắt gặp các bài toán dòng lưu chất xung quanh một vật thể, vi dụ như máv bav dang bay, ô lô dang chạv, máy bơm, máy quạt Việc xem xét tinh loán các đặc tinh của dòng lưu chất này có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề thiếl kế tối ưu hóa hinh dáng cùa vật thể. Vi vậy càng ngày đói hôi càng cao độ chính xác trong việc xem xét các đặc tính trường dòng này. Việc xem xét, tinh toán các đặc tính trướng dòng này có thể được thực hiện bởi các công thức vật lý dược biểu diễn dưới dạng các phương trinh vi phân dạo hàm rlcng. Tuv nhicn việc xác dinh nghiệm của các phuơng trình là rất khó và trong một số trường hơp có thể làm giảm độ chinh xác cùa lời giái do phài loại bõ nhiều thành phần trong mô hlnh dề dơn giãn hóa quá trinh giải. Hoặc là có thể dùng các phương pháp thực nghiệm dể tính loán các dặc tính trường dòng.

Phương pháp nảy mang lại độ chinh xác cao, nhưng lại tốn kém nhiều thời gian và tiền cùa cho việc xây dựng mô hình thứ nghiệm, bể thừ hoặc việc chế tạo thử nghiệm sản phẩm Vậy làm thế nào để có thé có được một phương pháp vẹn toàn, vừa đảm bảo độ chính xác cao lại đảm bào tinh kinh tế của nó Chính đông lực đó đã thúc đẩy loài người không ngừng nghicn cứu và phát triển khoa học công nghệ, và sản phẩm của động lực đó đâ cho ra đới phương pháp tinh toán dộng lực học lưu chất gọi lắt là CFD. Phương pháp này được hỗ trợ và bồ sung cả thực nghiệm thuần tủy lẫn lý thuyềt thuần túy. Vì vậy nó dáp ứng được hai tiêu chí trên, và Irong một số trường hợp phương pháp này còn cho thấy được hiệu quả vượt trội của nó khi mô phỏng trường dòng (sự phân bố miền áp suất, nhiệt độ, các vector .) một cách rõ ràng mà các phương pháp thực nghiệm không thổ làm được.
Bởi những ứng dụng to lớn trên, chúng tôi xin tìm hiổu về phương pháp này và ứng dụng nó đổ giải môt vài bài toán kĩ thuật cụ thổ.

NỘI DUNG:

Chương 1 : ĐẶT VAN ĐÊ 4
1.1. TỒNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN cửu 4
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN cứu 5
1.2.1. Ngoài nước 5
1.2.2. Trong nước 5
l .3. MỤC TIÊU, PHƯƠNG PIIẢP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN cứu 6
13.1. Mục tiêu nghiên cứu 6
] 3.2. Phương pháp nghiên cứu 6
1.3.3. Nội dung nghiên cứu 6
Chương 2: MỘT SÔ VẤN ĐỀ cơ BÀN VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DỘNG Lực HỌC LƯU CHẤT - CFD 7
2.1. TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG PHÁP CFD 7
2.1.1. CFD là gì? 7
2.1.2. Vai trò và ứng dụng của CFD 7
2.2. NHŨNG PHƯƠNG TRÌNH cơ BÂN CÙA PHƯƠNG PHÁP CFD 12
2.2.1. Mờ đầu 12
2.2.2. Mô hình hóa dòng 12
2.2.2.1. Thể tích kiểm soát hữu lìạn (qiian điểm Euler) 13
2.2.2.2. Phần tử chất lỏng vô cùng bè (quan điểm Lagrange) 14
2.2.3. Đạo hàm thực 15
2.2.4. Ý nghĩa vật lý của đại lượng vv 19
2.2.5. Phưưng trình liên tục 21
2.2.6. Phương trình động lượng 27
2.2.7. Phương trình năng lượng 32
2.2.8. rỏm lược những phương trinh chủ đao cho động lực học chất lòng. Bình
luận 39
2.2.8.1. Phương trình đối với dòng nhớt 39
2.2.8.2. Phương trình đối với dòng không nhớt 40
2.2.9. Diều kiện bicn 41
2.2.10. Các dạng phương trình chủ đạo đặc biệt phù hợp với CFD 42
2.3. TRÌNII TựGIẤI QUYẾT BÀI TOÁN CFD 48
2.3.1. Đặt vấn đề 48
2.3.2. Giải quyết vấn đề 49
2.3.3. Phân tích và đánh giả kết quả 50
2.4. LựA CHỌN PIIÂN MÈM TÍNH TOÁN 50
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN cứu 51
3.1. MỒ PHÒNG TRƯỜNG DÒNG TRONG QUẠT LI TÂM 51
3.1.1. Mô tả bài toán 51
3.1. ỉ. Ị. Ý nghĩa, mục đích, nội dung bài toán 51
3.1.2. Giải bài toán 53
3.ỉ.2.1. Tạo mô hình và chia lưới 53
3.1.2.2. Xứ Ị í bài toán 57
3.1.3. Phân tích, đánh giá kết quả 72
3.2. BÀI TOÁN MỎ TÀ QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TUÂN HOÀN 73
3.2.1. Mô tả bài toán 73
3.2. Ị. Ị. Ý nghĩa, mục đích và nội dung bài toán 73
3.2.2. Giải bài toán 75
3.2.2. Ị. Tạo mô hình và chia lưới 75
3.2.2.2. Xử lí bài toán 78
3.2.3. Phân tích đánh giá kết quả 98
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99
4.1. KẾT LUẬN 99
4.2. KIẾN NGHỊ 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
PHỤ LỤC : THIÊT LẬP sự MÔ PHỎNG CFD TRONG ANSYS FLUENT 102

LINK DOWNLOAD (ĐỀ TÀI 1)

LINK DOWNLOAD (ĐỀ TÀI 2)


Trong Ihực tế chúng ta luôn bắt gặp các bài toán dòng lưu chất xung quanh một vật thể, vi dụ như máv bav dang bay, ô lô dang chạv, máy bơm, máy quạt Việc xem xét tinh loán các đặc tinh của dòng lưu chất này có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề thiếl kế tối ưu hóa hinh dáng cùa vật thể. Vi vậy càng ngày đói hôi càng cao độ chính xác trong việc xem xét các đặc tính trường dòng này. Việc xem xét, tinh toán các đặc tính trướng dòng này có thể được thực hiện bởi các công thức vật lý dược biểu diễn dưới dạng các phương trinh vi phân dạo hàm rlcng. Tuv nhicn việc xác dinh nghiệm của các phuơng trình là rất khó và trong một số trường hơp có thể làm giảm độ chinh xác cùa lời giái do phài loại bõ nhiều thành phần trong mô hlnh dề dơn giãn hóa quá trinh giải. Hoặc là có thể dùng các phương pháp thực nghiệm dể tính loán các dặc tính trường dòng.

Phương pháp nảy mang lại độ chinh xác cao, nhưng lại tốn kém nhiều thời gian và tiền cùa cho việc xây dựng mô hình thứ nghiệm, bể thừ hoặc việc chế tạo thử nghiệm sản phẩm Vậy làm thế nào để có thé có được một phương pháp vẹn toàn, vừa đảm bảo độ chính xác cao lại đảm bào tinh kinh tế của nó Chính đông lực đó đã thúc đẩy loài người không ngừng nghicn cứu và phát triển khoa học công nghệ, và sản phẩm của động lực đó đâ cho ra đới phương pháp tinh toán dộng lực học lưu chất gọi lắt là CFD. Phương pháp này được hỗ trợ và bồ sung cả thực nghiệm thuần tủy lẫn lý thuyềt thuần túy. Vì vậy nó dáp ứng được hai tiêu chí trên, và Irong một số trường hợp phương pháp này còn cho thấy được hiệu quả vượt trội của nó khi mô phỏng trường dòng (sự phân bố miền áp suất, nhiệt độ, các vector .) một cách rõ ràng mà các phương pháp thực nghiệm không thổ làm được.
Bởi những ứng dụng to lớn trên, chúng tôi xin tìm hiổu về phương pháp này và ứng dụng nó đổ giải môt vài bài toán kĩ thuật cụ thổ.

NỘI DUNG:

Chương 1 : ĐẶT VAN ĐÊ 4
1.1. TỒNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN cửu 4
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN cứu 5
1.2.1. Ngoài nước 5
1.2.2. Trong nước 5
l .3. MỤC TIÊU, PHƯƠNG PIIẢP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN cứu 6
13.1. Mục tiêu nghiên cứu 6
] 3.2. Phương pháp nghiên cứu 6
1.3.3. Nội dung nghiên cứu 6
Chương 2: MỘT SÔ VẤN ĐỀ cơ BÀN VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DỘNG Lực HỌC LƯU CHẤT - CFD 7
2.1. TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG PHÁP CFD 7
2.1.1. CFD là gì? 7
2.1.2. Vai trò và ứng dụng của CFD 7
2.2. NHŨNG PHƯƠNG TRÌNH cơ BÂN CÙA PHƯƠNG PHÁP CFD 12
2.2.1. Mờ đầu 12
2.2.2. Mô hình hóa dòng 12
2.2.2.1. Thể tích kiểm soát hữu lìạn (qiian điểm Euler) 13
2.2.2.2. Phần tử chất lỏng vô cùng bè (quan điểm Lagrange) 14
2.2.3. Đạo hàm thực 15
2.2.4. Ý nghĩa vật lý của đại lượng vv 19
2.2.5. Phưưng trình liên tục 21
2.2.6. Phương trình động lượng 27
2.2.7. Phương trình năng lượng 32
2.2.8. rỏm lược những phương trinh chủ đao cho động lực học chất lòng. Bình
luận 39
2.2.8.1. Phương trình đối với dòng nhớt 39
2.2.8.2. Phương trình đối với dòng không nhớt 40
2.2.9. Diều kiện bicn 41
2.2.10. Các dạng phương trình chủ đạo đặc biệt phù hợp với CFD 42
2.3. TRÌNII TựGIẤI QUYẾT BÀI TOÁN CFD 48
2.3.1. Đặt vấn đề 48
2.3.2. Giải quyết vấn đề 49
2.3.3. Phân tích và đánh giả kết quả 50
2.4. LựA CHỌN PIIÂN MÈM TÍNH TOÁN 50
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN cứu 51
3.1. MỒ PHÒNG TRƯỜNG DÒNG TRONG QUẠT LI TÂM 51
3.1.1. Mô tả bài toán 51
3.1. ỉ. Ị. Ý nghĩa, mục đích, nội dung bài toán 51
3.1.2. Giải bài toán 53
3.ỉ.2.1. Tạo mô hình và chia lưới 53
3.1.2.2. Xứ Ị í bài toán 57
3.1.3. Phân tích, đánh giá kết quả 72
3.2. BÀI TOÁN MỎ TÀ QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TUÂN HOÀN 73
3.2.1. Mô tả bài toán 73
3.2. Ị. Ị. Ý nghĩa, mục đích và nội dung bài toán 73
3.2.2. Giải bài toán 75
3.2.2. Ị. Tạo mô hình và chia lưới 75
3.2.2.2. Xử lí bài toán 78
3.2.3. Phân tích đánh giá kết quả 98
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99
4.1. KẾT LUẬN 99
4.2. KIẾN NGHỊ 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
PHỤ LỤC : THIÊT LẬP sự MÔ PHỎNG CFD TRONG ANSYS FLUENT 102

LINK DOWNLOAD (ĐỀ TÀI 1)

LINK DOWNLOAD (ĐỀ TÀI 2)

M_tả

M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: