Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy.

LỜI CẢM ƠN
  
tài “Nghiên cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy” 



PGS.TS Lê Quang và TS. Lê Thanh Tùng
                
các 

TCc, 
 





Nghiên cứu sinh


Lê Thị Thái
LỜI CAM ĐOAN
  “Nghiên
cứu hiện tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy”  


chép, gian




Lê Thị Thái


MỤC LỤC



Phần mở đầu 1
Chƣơng 1: Tổng quan 5
1.1  5
1.1.1  5
1.1.2   6
1.1.3  7
1.1.4   8
 13
 13
 16
 18
 23
1.3  25
1.4  27
Chƣơng 2: Nghiên cứu, khảo sát dòng chảy bao chân vịt tàu thủy 29
2.1 Chân vc tính làm vic ca chân vt tàu thy 30
2.2.  lý thuyt tính toán 32
2.2.1. Mô t v 32
2.2ng quát v dòng th 34
2.2u kin biên. 35
2.2.4. Cu kin biên b mt xâm thc. 37
2.3. Kho sát dòng chy bao chân vt bng p 45

2.3.1. Mô hình tính toán 45
2.3.2. Mô hình hình hc và min tính toán 48
2.2.3. Kt qu tính toán s 48
2.4 Kt lun 55
Chƣơng 3: Nghiên cứu, mô phỏng dòng xâm thực qua chân vịt 56
3.1 Hing xâm thc trong thit b y 56
3.2 Nghiên cu s v mô hình xâm thc 2D 57
3.2.1 S d 57
3.2.2 S d 65
3.3 Nghiên cu s v mô hình xâm thc 3D 75
3.3.1 Tính toán dòng qua chân vt tàu thy 75
3.3.2 Tính toán dòng qua h thng chân vt  bánh lái 80
3.4 Kt lun 84
Chƣơng 4: Khảo sát thực nghiệm đặc tính xâm thực của chân vịt 85
 85
 85
 88
 92
 94
 94
 95`
4.3. P 96
4.3  96
4.3  99
4.3 103
Kết luận và kiến nghị 104
 106
PH L : Code chng trình tính toán s v mô hình xâm th 2D
b phng pháp LES 109
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

A 
A
c

Cw


C
x
, C
y
, C
z

C
L
, C
D

C
l
, C
d

C
p

D 
F(s

1
,s
2
,s
3
,t) 
 
F 
G(x,x) 
J 
K
T

K
Q


M : Vector mômen
O 
Q = M
x

R 
C =  
S
B

S
C


S
BC
: 
Sw theo
Swc 
T 
(u,v) 
V = (v
x
,v
y
,v
z

V
C

V
O

V
S

V
g
: 
V
m

Vw(x,y,z) 

V
Ref

V
S1
, V
S2
, V
S3

V
U1
, V
U2
, V
U3

X = (X,Y,Z) 
g 
g : Hàm ngnh cho b mt siêu xâm thc
(i,j,k) : Vector vn t xâm thc tham chiu cho vt th c nh
l
C
: Chiu dài xâm thc
n T vòng quay
P : Áp sut
P
V
: Áp su
P

Ref
: Áp sut tham chiu
r : Vector khong cách
r
f
: Khong cách gim trng cong tm tuyn tính tham
chiu
S
O
: Chiu dài cung tm tách xâm thc
(S
1
,S
2
,S
3
) : H t không trc giao
t : Thi gian
t
*
: Th
(t
1
,t
2
,t
3
) 
(u
1

,u
2
,u
3
) : H t tham chiu trc giao gn vi b mt  dng cong tuyn
tính
V : Vn tc nhiu lon
X = (x,y,z) : H t tham chiu cho vt th c nh
 : H t cc
 : Bin, loi kích c tm (2D)
-  : Hoàn l
 ng dòng bên ngoài




: V
 
 
 

0




 
 
 
 

 
1
và t
2

 
 
 : Trng ng riêng ca c
V
l
: Th tích pha lng
V
v
: Th tích pha hi.

Lời mở đầu

1

LỜI MỞ ĐẦU
LÝ DO NGHIÊN CỨU, MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI


ng


 
nhà kh



Quan sát quá trì
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
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nhau. Bài toán xâm t
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
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
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Lời mở đầu

2

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bao quanh chân vịt tàu thủy
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Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

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

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

o khai
thác tàu.



ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
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 .
 g bài toán dòng
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 
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
Lời mở đầu

3

 


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU




 

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 
L

BỐ CỤC LUẬN ÁN
-
Chương 1.Tổng quan





Chương 2.Nghiên cứu, khảo sát dòng chảy bao chân vịt tàu thủy




Chương 3. Nghiên cứu, mô phỏng dòng xâm thực qua chân vịt tàu thủy
Lời mở đầu

4

        

 bánh lái tàu và

Chương 4. Khảo sát thực nghiệm đặc tính xâm thực chân vịt



Chương 1: Tổng quan

5

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về hiện tƣợng xâm thực
1.1.1 Khái niệm
 

 

               
 





- 
- 
bh




 

 

 


  không
 
bóng 

Chương 1: Tổng quan

6




 








1.1.2 Bản chất vật lý của xâm thực



khi ch l t t mà áp su
trong ch l gi  giá tr nh  nào  v bài toán chân v quay trong
ch l thì ngoài i ki v áp su thì xâm th còn x ra khi  m nhi 
nh  nào  n v t c chân v tng quá m giá tr nh .

 
 cánh d,  tàu thu

Tuy nhiên m



 

Chương 1: Tổng quan

7



K



1.1.3 Điều kiện xuất hiện xâm thực


Hinh 1.1: Dòng chảy bao profil


pV ,




221
2
1
22
p
g
Vp
g
V


 
 
2
1
2
212
2/ VVpp 




2
<=p
bh
(p
bh


 
 
bh
pVVpp 
2
1
2
212
2/


1
2
1
2
1
2
2
1
1












V
V
V
pp
bh



Chương 1: Tổng quan

8

2
1
1
2
1
V
pp
bh






 
1/
2
12
 VVK
- 

K

.

1.1.4 Phân loại xâm thực
 Các dạng dòng chảy xâm thực

Hình 1.2: Sơ đồ phân loại xâm thực

Phân loại theo trạng
thái
Xâm thực sơ khai
(incipient cavitation)
Xâm thực triệt tiêu
(desinent cavitation)
Xâm thực phát triển
(developed cavitation)
Siêu xâm thực
(supercavitation)
Phân loại theo trực
quan








Chương 1: Tổng quan

9


trên hình 1.3



hi
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
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[1]


Hình 1.3: Các dạng xâm thực xẩy ra trên chân vịt tàu thủy
 Xâm thực dạng tấm

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n



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Chương 1: Tổng quan

10


Hinh 1.4: Xâm thực từng phần Hình 1.5: Siêu xâm thực

Hình 1.6: Xâm thực tấm

 Xâm thực dạng bọt:

dâ
 
dòng
       

[1].

Chương 1: Tổng quan

11


Hình 1.7: Xâm thực dạng bọt.

 Xâm thực dạng mây:


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 th
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[1]

Hinh 1.8: Xâm thực dạng mây trên cánh thủy động.

 Xâm thực dạng xoáy:

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
Chương 1: Tổng quan

12










s
s


         
[1].

Chương 1: Tổng quan

13


Hình 1.9: Xâm thực xoáy chân vịt tàu thủy










thì 
 
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1.2 Tổng quan chi tiết về các phƣơng pháp số dự đoán xâm thực
1.2.1 Phƣơng pháp số
Chương 1: Tổng quan

14

Khái niệm phƣơng pháp số[24]
  


 

Các phƣơng pháp số và phạm vi áp dụng

- 

- 

- 



a) Phương pháp vi phân hữu hạn(Finite Difference Method)


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
b) Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method)

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Chương 1: Tổng quan

15


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c) Phương pháp phổ (SpEctral Methods)
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d, Phương pháp thể tích hữu hạn (Finite Volume Method)

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Chương 1: Tổng quan

16


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1.2.2 Phƣơng pháp mặt nâng[1]
       
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Kudo & Ukon, 1994, Ukon et al., 1994, Kudo & Kinnas, 1995, Ukon et al., 1995,

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
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
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Chương 1: Tổng quan

17


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      1979, Ishii, 1992 và Szantyr, 1994).   
  (Lee, 1979 và Szantyr,
châ 
 (Kudo & Ukon, 1994, và Ukon et al., 1994). 
 
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Hình 1.10 So sánh dự đoán xâm thực bằng phương pháp mặt nâng[1]

 Mô hình xâm thực: 
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Chương 1: Tổng quan

18


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Hình 1.11: Mô hình xâm thực từng phần và siêu xâm thực[1]

 Phát triển phƣơng pháp: 

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.
 Kết luận: âm
mép  
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


1.2.3 Phƣơng pháp phần tử biên[1]



 
