Nghiên cứu đặc tính khí động của cánh nâng khí cụ bay khi chuyển động gần mặt giới hạn có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

TRẦN QUỐC CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG CỦA CÁNH NÂNG
KHÍ CỤ BAY KHI CHUYỂN ĐỘNG GẦN MẶT GIỚI HẠN
CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG KHÍ
SAU CÁNH QUẠT
Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật
Mã số: 62 52 01 01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI:
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS Lã Hải Dũng
2. GS. TSKH Nguyễn Đức Cương

Phản biện 1: GS. TS Nguyễn Thế Mịch

Phản biện 2: PGS. TS Trịnh Hồng Anh

Phản biện 3: TS Ngô Trí Thăng

Luận án được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án tiến sĩ và họp tại
Viện Khoa học và Công nghệ quân sự vào hồi .......giờ, ngày .......
tháng...... năm .......

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự
- Thư viện Quốc gia Việt Nam


1
MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của luận án
Đối với các loại máy bay cánh quạt, khi máy bay cất hạ cánh trên
mặt đường băng bê tông (hoặc trên mặt đất nện), cũng như các loại tàu đệm
khí động khi lướt và bay là trên mặt nước, do có sự tác động tương hỗ giữa
mặt giới hạn (mặt đường băng, mặt nước) cùng với luồng khí thổi sau cánh
quạt, đã làm thay đổi hình ảnh dòng chảy bao quanh cánh khiến cho đặc
tính của cánh nói riêng và của cả khí cụ bay nói chung thay đổi, gây ảnh
hưởng đến các tính năng cất hạ cánh, tính ổn định và tính điều khiển của
chúng. Khái niệm về mặt giới hạn (như mặt đường băng bê tông, mặt đất
nện, mặt nước…) được hiểu là mặt kết thúc của môi trường mà trong đó
KCB chuyển động.
Về mức độ ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt đến các đặc tính
khí động của cánh tuy đã được đánh giá sơ bộ bằng các công thức thực
nghiệm nhưng về cơ chế của các sự tác động tương hỗ trong tổ hợp cánh
quạt - mặt giới hạn và cánh vẫn là những vấn đề nghiên cứu cần thiết trong
lĩnh vực khí động học ứng dụng của các KCB.

Mục đích nghiên cứu của luận án
Trên cơ sở phương pháp XRR phi tuyến không dừng, xây dựng mô
hình số và chương trình tính toán; tổ chức thử nghiệm và sử dụng phần mềm
ANSYS.CFX để xác định và kiểm chứng các kết quả tính toán đặc tính khí
động của cánh KCB khi chuyển động gần mặt giới hạn có xét tới ảnh hưởng
của dòng khí sau cánh quạt ở vùng tốc độ nhỏ, dưới âm.
Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu tổng quan về sự ảnh hưởng của sự tác động tương hỗ
trong các trường hợp giữa mặt giới hạn với cánh, giữa cánh quạt với cánh,
giữa cánh quạt và mặt giới hạn với cánh.
- Xây dựng mô hình số, thuật toán và chương trình tính toán xác định
các đặc tính khí động của cánh KCB, khi chuyển động gần mặt giới hạn
cứng, phẳng có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt bằng
phương pháp XRR phi tuyến không dừng.
- Sử dụng phần mềm ANSYS.CFX và thử nghiệm mô hình tổ hợp
cánh quạt - mặt giới hạn và cánh nâng trong ống khí động để kiểm chứng
các kết quả tính toán.
- Đánh giá ảnh hưởng của các tham số cánh quạt, mặt giới hạn, chế độ
bay đến các đặc tính khí động của cánh KCB trong tổ hợp cánh quạt - mặt
giới hạn và cánh nâng.
Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu đặc tính khí động của cánh nâng KCB, chuyển động gần
mặt giới hạn có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt.


2
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu sự tác động tương hỗ của tổ hợp giữa cánh quạt, mặt giới
hạn và cánh nâng trong vùng tốc độ nhỏ dưới âm, cánh quạt thuộc loại cánh
quạt kéo, đặt ở vùng mép trước cánh, mặt giới hạn là mặt cứng và phẳng.

Phương pháp nghiên cứu
Trên cơ sở lý thuyết khí động lực học và áp dụng phương pháp XRR
phi tuyến không dừng để xác định các đặc tính khí động của cánh nâng
KCB trong tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh, khi xét đến ảnh hưởng
của dòng khí sau cánh quạt ở vùng tốc độ nhỏ dưới âm. Các kết quả của
phương pháp tính được kiểm chứng bằng kết quả tính của phần mềm
ANSYS.CFX và kết quả thử nghiệm mô hình cánh quạt - mặt giới hạn và
cánh KCB trong ống khí động.
Ý nghĩa khoa học của luận án
Các kết quả nghiên cứu của luận án đưa ra phương pháp, thuật toán
xác định các hệ số khí động của cánh KCB khi bay gần mặt giới hạn, có xét
đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt. Mô hình số mô phỏng cho tổ
hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh nâng của KCB, cũng như thuật toán
được thiết lập trong luận án đã làm sáng tỏ cơ chế của sự tác động tương hỗ
trong tổ hợp đã nêu.
Ý nghĩa thực tiễn của luận án
Các kết quả tính toán và khảo sát các tham số ảnh hưởng của cánh
quạt và mặt giới hạn là những dữ liệu có giá trị tham khảo trong việc tính
toán thiết kế KCB chuyển động gần mặt giới hạn, cũng như để nâng cao hiệu
quả khai thác sử dụng, bảo đảm an toàn bay khi cất hạ cánh đối với máy bay
cánh quạt sử dụng trong lĩnh vực hàng không dân dụng và quân sự.
Luận án gồm: Phần mở đầu, 4 chương và kết luận, được thể hiện
trong 115 trang thuyết minh, với 12 bảng và 71 hình vẽ, đồ thị.
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Những nghiên cứu về sự tương tác khí động giữa cánh quạt - mặt
giới hạn và cánh khí cụ bay
1.1.1. Hiệu ứng mặt giới hạn
Đối với các loại máy bay cũng như các loại tàu đệm khí động sử
dụng động cơ cánh quạt, khi bay ở độ cao thấp, gần với mặt đường băng bê
tông hoặc gần với mặt nước, ngoài sự ảnh hưởng mặt giới hạn ra, còn có sự

ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt trong vùng dưới cánh đã làm thay
đổi hình ảnh dòng chảy bao quanh cánh KCB, cũng như các đặc tính khí
động của nó.
Khi đề cập đến hiệu ứng mặt giới hạn với nghĩa rộng cũng như hiệu
ứng cánh - mặt đất với nghĩa hẹp, các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực


3
nghiệm cho thấy rằng khi h < 1 ( h =h/b - trong đó: h - Độ cao từ mặt giới
hạn tới mép sau cánh; b- Độ dài dây cung cánh nâng) thì hình ảnh dòng
chảy bao quanh cánh đã khác với hình ảnh dòng chảy bao quanh cánh trong
trường hợp cánh chuyển động trong môi trường không khí tự do.
1.1.2. Những nghiên cứu về sự ảnh hưởng bởi sự tác động tương hỗ khí
động trong các tổ hợp: mặt giới hạn - cánh; cánh quạt - cánh và cánh
quạt - mặt giới hạn - cánh đến các đặc tính khí động của cánh KCB
Các nghiên cứu ngoài nước
Các nghiên cứu lý thuyết
Các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của mặt đất, mặt nước đến
đặc tính khí động của cánh và KCB: Các tác giả Tillotson, Takayuki
Koizumi and Chun Pu Chao [22] đã dùng phương pháp đối xứng gương khảo
sát ảnh hưởng độ dày của cánh hình chữ nhật đến đặc tính khí động của cánh
khi bay gần mặt giới hạn. Các công trình [16], [20], [56] đã nghiên cứu ảnh
hưởng của mặt đất đến biểu đồ phân bố áp suất theo dây cung ở mặt trên và
mặt dưới của prôfin cánh. Các công trình [57], [61] nghiên cứu về ảnh hưởng
của mặt nước đến các đặc tính khí động của thuỷ phi cơ và xuồng bay.
Các công trình [23], [26] và [35] bằng phương pháp dựa trên lý
thuyết xung lượng đã xác định được các tham số của dòng chảy qua cánh
quạt với giả thiết bằng nhau tại mọi điểm trong mặt phẳng cắt ngang.
Các công trình nghiên cứu về sự ảnh hưởng bởi tương tác khí động
trong tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh còn chưa có.

Các nghiên cứu thực nghiệm
Phần lớn các nghiên cứu thực nghiệm về sự ảnh hưởng bởi sự tương
tác khí động trong tổ hợp mặt giới hạn - cánh, cũng như trong tổ hợp cánh
quạt - cánh đến các đặc trưng khí động của cánh trong vùng tốc độ nhỏ dưới
âm, đều được thực hiện trong ống khí động.
Các nghiên cứu trong nước
Các công trình nghiên cứu về sự ảnh hưởng bởi tương tác khí động
trong tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh còn chưa có. Một số công
trình đã công bố chủ yếu là các nghiên cứu độc lập về cánh quạt hoặc mới
chỉ nghiên cứu về sự ảnh hưởng bởi sự tương tác khí động đến các đặc tính
khí động của cánh KCB trong tổ hợp mặt giới hạn - cánh và tổ hợp cánh
quạt - cánh.
1.2. Các phương pháp giải bài toán tương tác khí động
1.2.1. Các phương trình xác định tham số của môi trường
Phương trình chuyển động; Phương trình liên tục; Phương trình
năng lượng.
1.2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Phương pháp panel; Phương pháp nhiễu động nhỏ; Phương pháp XRR;


4
Phương pháp xung lượng.
1.2.3. Phương pháp thực nghiệm
Trong phương pháp thực nghiệm, phổ biến chủ yếu có hai phương
pháp đó là bay thử và thực nghiệm mô hình trong ống khí động.
1.2.4. Một số phần mềm tính toán khí động
- Phần mềm MGAERO; - Phần mềm OMNI3D;
- Phần mềm ANSYS.CFX.
1.3. Hiện trạng của vấn đề và hướng nghiên cứu của luận án
Trên cơ sở tổng quan các công trình nghiên cứu ở ngoài nước cũng

như trong nước, nhận thấy rằng:
- Các nghiên cứu mới chỉ đề cập đến tương tác khí động giữa cánh và
cánh quạt; hoặc chỉ mới nghiên cứu ảnh hưởng của mặt giới hạn đến đặc
tính khí động của KCB.
- Không thể cộng thuần túy ảnh hưởng của mặt giới hạn và dòng khí
sau cánh quạt đến đặc tính khí động của cánh. Sự hình thành màn xoáy tự do
của cánh nâng trong tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn - cánh nâng phải có sự
tác động qua lại lẫn nhau giữa các thành phần trong tổ hợp.
- Chưa có công trình nào công bố kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực
nghiệm về vấn đề xác định đặc tính khí động của cánh KCB khi bay gần mặt
giới hạn có tính đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt.
Luận án chọn đối tượng nghiên cứu là đặc tính khí động của cánh
KCB khi chịu ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt trên tổ hợp cánh quạt
- mặt giới hạn và cánh nâng, trong đó cánh quạt đặt trước cánh nâng; bề
mặt giới hạn là cứng và phẳng. Luận án sẽ sử dụng phương pháp XRR phi
tuyến không dừng để giải quyết nhiệm vụ đặt ra.
1.4. Kết luận chương 1
Luận án đưa ra đối tượng, phạm vi nghiên cứu là nghiên cứu xác
định các đặc tính khí động của cánh KCB, sử dụng động cơ cánh quạt
chuyển động gần mặt giới hạn có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh
quạt trong vùng tốc độ nhỏ dưới âm, khi cánh quạt thuộc loại cánh quạt
kéo, đặt ở vùng mép trước cánh, mặt giới hạn là mặt cứng và phẳng. Luận
án lựa chọn phương pháp XRR phi tuyến không dừng làm phương pháp
nghiên cứu của luận án.
Chương 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG
CỦA CÁNH KHÍ CỤ BAY KHI BAY GẦN MẶT GIỚI HẠN
CÓ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG KHÍ SAU CÁNH QUẠT

2.1. Thiết lập bài toán
Luận án sử dụng phương pháp XRR phi tuyến không dừng để xây dựng

mô hình và thuật toán xác định các đặc tính khí động của cánh nâng hình chữ
nhật trong sự tác động tương hỗ của tổ hợp giữa cánh quạt - mặt giới hạn và


5
cánh KCB trong vùng tốc độ nhỏ dưới âm, cánh quạt thuộc loại cánh quạt
kéo, đặt ở vùng mép trước cánh, mặt giới hạn là mặt cứng và phẳng.
2.1.1. Các giả thiết và điều kiện biên
Dòng chảy bao quanh cánh KCB trong tổ hợp cánh quạt- mặt giới
hạn - cánh là dòng thế, không có hiện tượng tách dòng từ mép trước cánh
hoặc từ các điểm trên mặt cánh; Các điểm trong không gian, bên ngoài
cánh và các vùng vết xoáy tự do I và II đều tuân thủ định luật bảo toàn khối
lượng, thế vận tốc nhiễu động của dòng khí phải thỏa mãn phương trình
liên tục dạng phương trình Laplace; Ở khoảng cách xa vô cùng cách cánh
KCB và các màn vết xoáy của nó thì mọi nhiễu động bị triệt tiêu, không khí ở
trạng thái tĩnh, dòng chảy là dòng không nhiễu động; Từ mép sau cánh, nơi
màn xoáy tự do thoát ra còn cần phải thỏa mãn giả thuyết Traplưgin Giucôpxki về giá trị hữu hạn của tốc độ. Tất cả những giả thiết và những
điều kiện nêu trên đều được thực hiện đối với lá cánh quạt và mặt giới hạn.
2.1.2. Các hệ trục tọa độ
- Hệ tọa độ liên kết cánh nâng O0x0y0z0, O0 ở điểm đầu của dây cung
gốc cánh và có chiều theo chiều chuyển động của cánh, O0x0 trùng với dây
cung gốc cánh, O0y0 vuông góc với mặt phẳng cánh và hướng lên trên, O0z0
vuông góc với O0x0y0 và tạo thành tam diện thuận;
- Hệ tọa độ cố định cánh quạt O1x1y1z1, O1 nằm ở tâm cánh quạt,
O1x1 trùng với trục quay cánh quạt hướng theo dòng chảy, O1y1 vuông góc
với mặt phẳng chứa O1x1, nằm trong mặt phẳng cánh quay và chiều hướng
lên trên, O1z1 vuông góc với O1x1y1 và tạo thành tam diện thuận;
- Hệ tọa độ liên kết lá cánh quạt O1xcqycqzcq, O1 ở tâm cánh quạt,
O1xcq ≡ O1x1, O1ycq dọc theo chiều dài lá cánh quạt và hướng ra ngoài, O1zcq
vuông góc với O1xcqycq và tạo thành tam diện thuận;

- Hệ tọa độ liên kết mặt giới hạn O2x2y2z2, O2 nằm ở giữa mép trước
mặt giới hạn, O2x2 nằm dọc theo chiều dài, vuông góc với mép trước mặt
giới hạn và hướng theo chiều dòng chảy, O2y2 vuông góc với mặt giới hạn
và hướng lên trên, O2z2 vuông góc với O2x2y2 và tạo thành tam diện thuận.
Quá trình tính toán cần chuyển đổi các thành phần của tổ hợp (cánh
quạt, mặt giới hạn và cánh KCB) về cùng một hệ trục tọa độ. Ở đây lấy hệ
tọa độ liên kết trên cánh KCB là hệ tọa độ cơ sở, thực hiện chuyển đổi các
hệ tọa độ liên kết của cánh quạt (O1x1y1z1) và của mặt giới hạn (O2x2y2z2)
về hệ tọa độ liên kết cánh O0x0y0z0.
2.2. Xây dựng mô hình số, xác định các đặc tính khí động phi tuyến
không dừng của cánh KCB, khi bay gần mặt giới hạn có xét đến ảnh
hưởng của dòng khí sau cánh quạt
2.2.1. Sơ đồ xoáy của tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn - cánh KCB
Các bề mặt trung bình của các lá cánh quạt, cánh KCB và bề mặt


6
giới hạn được thay thế bằng các màn xoáy liên tục, rồi lại rời rạc hóa thành
các hệ xoáy liên kết dọc, ngang trên các bề mặt (lá cánh, mặt giới hạn, cánh
nâng) và các hệ xoáy tự do trên các vết ở vùng mép sau và vùng cạnh mút
của chúng. Chuyển động của cánh KCB là chuyển động không dừng với
góc tấn xác định, cho nên sơ đồ xoáy của tổ hợp sẽ có cấu trúc phi tuyến
không dừng.
2.2.2. Sơ đồ xoáy cánh quạt
Các xoáy liên kết trên bề mặt lá cánh và xoáy tự do xung quanh lá
cánh sẽ tạo ra tốc độ cảm ứng tại điểm bất kì trong không gian lân cận nó:
cr
cr
cr
cr

cr
vcr
(2.18)
cqj = v cqj− + v cqj+ + vcqIj + v cqIIj + vcqIIIj ; j = ( x cq , ycq ,zcq )
cr
cr
cr
cr
với: vcr
cqj− , vcqj+ , vcqIj , vcqIIj , vcqIIIj - lần lượt là các thành phần tốc độ cảm ứng do
các xoáy liên kết ngang, xoáy liên kết dọc trên bề mặt lá cánh và các xoáy
tự do ở vùng I1, vùng II1, vùng III1 gây nên tại thời điểm r.
Từ điều kiện không chảy thấu bề mặt lá cánh quạt và điều kiện bảo
toàn lưu số vận tốc theo chu tuyến kín ta có hệ phương trình:
k lc N1 +1 n1

∑ ∑ ∑Γ

µ1 k1 −1r µ1 k1 −1p1 p1 −1
mµ1 k1 0 ν
∑ mµ1k1

a

m =1 k1 =1 µ1 =1
n1

k lc N1 +1

1 −1p1 p1 −1

1 p1 −1
+ ∑ ∑ δ(mk) 1 k1 −1a nm1 n+11k+1k
= H pm0
ν
1 0ν

r −1

1s

m =1 k1 =1

(2.20)

∑ Γµ∑1mkµ1 k−1r + δ(mk) 1 k1 −1 = −∑ δ(mk) 1 k1 −1

µ1 =1

1 r

1 1

1s

s =1

2.2.3. Sơ đồ xoáy mặt giới hạn
Mặt giới hạn có kích thước vô hạn được thay bằng mặt giới hạn có
kích thước hữu hạn với chiều rộng (theo dây cung prôfin cánh) và chiều dài
(theo sải cánh) từ 3 - 5 lần độ dài của chúng [7]. Các hệ xoáy thay thế mặt

giới hạn tạo ra tại điểm bất kì C một tốc độ cảm ứng:
cr
cr
cr
cr
v сr
(2.29)
mghj = v mghj− + v mghj+ + v mghIj + v mghIIj ; j = ( x 2 , y2 , z 2 )
với: vcrmghj− , vcrmghj+ , vcrmghIj , vcrmghIIj - lần lượt là các thành phần tốc độ cảm ứng
do các xoáy liên kết ngang, xoáy liên kết dọc trên mặt giới hạn, các xoáy tự
do ở vùng I2, II2 gây ra tại điểm C.
Từ điều kiện không chảy thấu bề mặt giới hạn và điều kiện bảo toàn
lưu số vận tốc theo chu tuyến kín, ta có hệ phương trình:
N2

n2

∑∑

k 2 =1 µ2 =1

Γµ2 k2 −1r a µµ2 kk 2v−1p2 p2 −1 +
∑ µ2 k 2

2 2

N2

∑ δ( )

k 2 =1

1r
k 2 −1p2 p2 −1
p 2 p 2 −1r
= H0v
k 2 k 2 −1a Ik 2 v

v = 1,2,...,n 2 ;p2 = 1,2,..., N2
r

∑Γ

µ2 =1

µ2 k 2 −1r
∑ µ2k 2

(1) r

+ δk

2 k 2 −1

r −1

(2.31)

∑δ( )

=−

s =1

1s
k 2 k 2 −1,

k 2 = 1,2,..., N2


7
Ta chỉ xét nửa bên phải mặt giới hạn, còn sự ảnh hưởng của nửa mặt
giới hạn bên trái được tính đến dựa vào điều kiện đối xứng.
2.2.4. Sơ đồ xoáy cánh KCB
Các hệ xoáy thay thế mặt cánh nâng sẽ tạo ra tại điểm bất kì xung
quanh cánh tốc độ cảm ứng:
cr
cr
cr
cr
vcr
(2.38)
cj = vcj− + vcj+ + vcIj + vcIIj; j = ( x0 ,y0 ,z0 )
cr
cr cr
với: vcr
cj− , vcj+ , vcIj , vcIIj - lần lượt là các thành phần tốc độ cảm ứng do các xoáy
ngang, xoáy dọc liên kết trên bề mặt cánh, các xoáy tự do ở vùng I, II.
Do cánh có hình dạng đối xứng trên mặt phẳng và chuyển động
không trượt. Vì vậy, chỉ xét nửa bên phải cánh, còn sự ảnh hưởng của nửa

cánh bên trái được tính đến dựa vào điều kiện đối xứng.
2.2.5. Xác định các đặc tính khí động của cánh KCB khi bay gần mặt
giới hạn có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt
2.2.5.1. Màn xoáy hình thành khi có ảnh hưởng của mặt giới hạn và
dòng khí sau cánh quạt
Các sơ đồ xoáy thay thế lá cánh quạt, mặt giới hạn và cánh nâng sẽ
gây ra ở một điểm bất kì trong tổ hợp với vận tốc cảm ứng:
cr
cr
cr
vcr
(2.44)
j = v cqj + v cj + v mghj ; j = ( x 0 , y0 , z0 )

Trong đó: vcrcqj - Vận tốc cảm ứng do màn xoáy sau cánh quạt gây ra;
v cr
mghj -

Vận tốc cảm ứng do màn xoáy sau mặt giới hạn gây ra; v cr
cj - Vận tốc
cảm ứng do màn xoáy sau cánh nâng gây ra.
Cấu trúc hệ xoáy tự do thoát khỏi lá cánh quạt
Xác định bằng tọa độ các điểm cuối hiện tại cộng với đoạn dịch
chuyển trong khoảng thời gian ∆τ với các thành phần vận tốc tương đối
tương ứng tại điểm cuối đó (2.44):
r +1
r
r +1
r
r +1

r
r
r
r
(2.45)
x1 = x1 + ∆τ.v1x
, y1 = y1 + ∆τ.v1y
, z1 = z1 + ∆τ.v1z
1
1
1
j = ( x1 , y1 , z1 )

r
cr
v1j
= v1j + v cqj

với: v1j - giá trị tốc độ của dòng không nhiễu theo 3 trục của hệ tọa
độ O1x1y1z1 ; v cr
cqj - vận tốc cảm ứng do tổ hợp màn xoáy gây ra tại điểm cuối
r

r

r

của xoáy tự do trên màn xoáy cánh quạt; x1 , y1 , z1 - vị trí điểm cuối xoáy ở
r +1

r +1

r +1

bước hiện tại; x1 , y1 , z1 - vị trí điểm cuối xoáy ở bước tiếp theo.
Cấu trúc hệ xoáy tự do thoát khỏi cánh nâng
r +1

x0

r

r +1

r
= x 0 + ∆τ.v 0x
, y0
0

r
v 0r j = v 0 j + v cj

r

r +1

r
= y 0 + ∆τ.v 0y
, z0
0

j = ( x 0 , y0 , z0 )

r

r
= z 0 + ∆τ.v 0z
0

(2.46)


8
Cấu trúc hệ xoáy tự do thoát khỏi mặt giới hạn
r +1

x2

r +1

r

= x 2 + ∆τ.v r2x 2 , y 2

r +1

r

= y 2 + ∆τ.v r2y 2 , z 2

r

= z 2 + ∆τ.v r2z 2

(2.47)

j = ( x 2 , y2 , z2 )

v r2 j = v 2 j + vcr
mghj

Xác định phân bố áp suất và đặc tính khí động của cánh
Sử dụng tích phân Côsi - Lagrăng [41], xác định phân bố áp suất lên
bề mặt cánh KCB:

∂Γεεpp00L−1 r 
1p0 −1r
ε p0 −1r
ε p0 −1
∆p = 2  v0x0 γ ε∑pεp0 −1r cos χεεpp00 −1 − v0z0 γ ε+
+
γ
sin
χ
−
 (2.48)
εp0
∑ ε−1p0
∑ εp0
0

∂τ 

Trong đó: v0x0 ,v0z0 - là vận tốc theo các trục Ox0, Oz0 của điểm giữa

(

xoáy ngang; χ εε pp

0

0

−1

)

- góc xiên của xoáy ngang.

Hệ số lực nâng của cánh ( c ry ); hệ số mô men dọc của cánh ( mrz )
được tính theo các công thức sau:
c ry =

2 b2
n0 S

m rz = −

N0

n0

∑∑ ∆p

p0 =1 ε0 =1
2 N0

2 b
n0 S

n0

ε0 p0 −1r
b p0 p0 −1lp0 p0 −1
ε 0 p0

∑∑ ∆p

p0 =1 ε0 =1

(2.53)

ε0 p0 −1r
ε0 p0 −1
b p0 p0 −1lp0 p0 −1 x ε p
ε 0 p0
0 0

với: 1≤ p0 ≤ N0 ; bp 0p0 −1 - dây cung cánh các tiết diện tại điểm kiểm tra; lp p −1 sải cánh theo dải k; S- diện tích cánh.
Kết quả tính toán:
- Cánh nâng hình chữ nhật có: Dây cung b = 0,26 [m]; Sải cánh

L=0,78 [m]; Diện tích S = 0,2028 [m2]; Độ dãn dài λ= 3; Độ thon η=1;
Dạng prôfin SAGI “B” có độ dày tương đối c = 16% và không đối xứng;
- Cánh quạt 2 lá cánh, sử dụng prôfin BC-2; Đường kính D=0,30[m];
- Mặt giới hạn có các kích thước: Chiều dài bd = 2,34 [m]; Chiều
rộng br = 0,78 [m];
- lx- vị trí tương đối giữa cánh quạt so với mặt phẳng Ooyozo [m];
- ly- vị trí tương đối giữa cánh quạt so với mặt phẳng Ooxozo [m];
- lz- vị trí tương đối giữa cánh quạt so với mặt phẳng Ooxoyo [m];
- n- tốc độ vòng quay cánh quạt [v/ph].
Hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo thời gian không thứ
nguyên τ: Phần lớn trong khoảng thời gian τ =1, các hệ số cy, mz chưa đạt
được giá trị ổn định do dòng chảy chưa chảy bao hết cánh, ở khoảng thời
gian cuối, các hệ số khí động có xu hướng ổn định ở các giá trị xác định,
lúc này dòng chảy đã bắt đầu chảy bao hết cánh (hình 2.11 và hình 2.12).
0 0


9
Do thi he so cy theo thoi gian khong thu nguyen

Do thi he so mz theo thoi gian khong thu nguyen
1

1
0.9

0.8

0.8

0.6

0.7

0.4

cy

mz

0.6

0.2

0.5

0

0.4

-0.2

0.3

-0.4

0.2

-0.6

0.1

-0.8

0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5
Thoi gian

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Hình 2.11. Đồ thị hệ số cy (τ), với τ =1.

-1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Thoi gian

Hình 2.12. Đồ thị hệ số mz (τ), với τ =1.

Hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo cánh riêng biệt và các tổ

hợp cánh quạt - cánh nâng; mặt giới hạn - cánh nâng; cánh quạt - mặt
giới hạn - cánh nâng
Tham số ban đầu: Vận tốc bay V= 14 [m/s]; Góc tấn α = 4 [0]; Vòng
quay cánh quạt n = 3000 [v/ph]; Vị trí tương đối giữa cánh nâng và cánh
quạt lx = 0,24 + 0,25 bg [m]; ly =lx.sin(α-φ) [m]; lz =0, [m]; Góc lắp giữa
trục quay cánh quạt và dây cung cánh φ = 4 [0].
- Cánh quạt 2 lá cánh.
Khảo sát các hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo cánh riêng
biệt và các tổ hợp cánh quạt - cánh; mặt giới hạn - cánh; cánh quạt - mặt
giới hạn - cánh. Kết quả khảo sát được thể hiện trên bảng 2.1, hình 2.13 và
hình 2.14.
Bảng 2.1. Giá trị hệ số lực nâng cy và mz theo cánh riêng biệt và các tổ hợp
Cánh riêng Cánh quạt- Mặt giới hạn- Cánh quạtcánh
cánh
MGH-cánh
biệt
∞
∞
0,6
0,6
h
cy
0.2321
0.3216
0.3037
0.3918
mz
-0.0134
-0.0182
-0.0174

-0.0217
He so cy theo canh rieng biet va cac to hop

He so mz theo canh rieng biet va cac to hop

0.4

0

0.35
-0.005
0.3

0.2
0.15

-0.01
mz

cy

0.25

-0.015

0.1
-0.02
0.05
0
1

2
3
4
1.Canh rieng biet; 2.Canh quat-canh; 3.Mat gioi han-canh; 4.Canh quat-MGH-canh

Hình 2.13. Đồ thị hệ số lực nâng cy theo
cánh riêng biệt và các tổ hợp.

-0.025

1
2
3
4
1.Canh rieng biet; 2.Canh quat-canh; 3.Mat gioi han-canh; 4.Canh quat-MGH-canh

Hình 2.14. Đồ thị hệ số mô men dọc mz
theo cánh riêng biệt và các tổ hợp.


10
Mức độ tăng cy của tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn - cánh so với
cánh riêng biệt khoảng 41%; Mức độ tăng cy của tổ hợp cánh quạt - mặt
giới hạn - cánh so với tổ hợp cánh quạt - cánh khoảng 18%; Mức độ tăng cy
của tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn - cánh (tổ hợp có xét đến ảnh hưởng
của dòng khí sau cánh quạt) so với tổ hợp mặt giới hạn - cánh (tổ hợp
không xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt) khoảng 22%.
Màn xoáy được hình thành theo
thời gian (hình 2.17), ở bước thời gian
hiện tại tác động lên màn xoáy hình

thành ở bước thời gian tiếp theo làm
cho hình ảnh dòng chảy có xu thế
cuộn vào theo mút ngoài cánh. Dòng
sau cánh quạt có dạng xoắn, ở mút
ngoài lá cánh quạt màn xoáy cũng có
xu hướng cuộn lại.
2

1.5
1

0.5
0

-0.5
-1

-1.5

-2
2.5

2

1.5

1

0.5

0

-0.5

0

-1

-1.5

-2

-6
-4
-2

-8

-2.5

Hình 2.17. Màn xoáy tổ hợp cánh quạt mặt giới hạn - cánh.

Hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo góc tấn α
Bảng 2.2. Giá trị hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo góc tấn
(Với: Vận tốc V=14[m/s], góc lắp φ= 00, n=3000[v/ph], lx=0,24+0,25b[m],
ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0,6).
Góc tấn α [o]
0
4
8

12
cy
0,1264
0,3664 0,5924
0,8044
mz
-0,0138 -0,0194 -0,0248 -0,0300
Hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo vận tốc bay
Bảng 2.3. Giá trị hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo vận tốc bay
(Với: Góc tấn α=40, góc lắp φ=00, n=3000[v/ph], lx=0,24+0,25b[m],
ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0,6).
V [m/s]
14
18
22
26
cy
0,3664
0,3729
0,3816
0,3895
mz
-0,0194
-0,0204 -0,0216
-0,0229
Hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo vận tốc vòng quay
Bảng 2.4. Giá trị hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo tốc độ
vòng quay cánh quạt của tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh
(Với: Vận tốc V=14[m/s], góc tấn α=40, góc lắp φ=40, lx=0,24+0,25b [m],
ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0.6).

n [v/ph]
500
1000
1500
2000
2500
3000
cy
0,3462
0,3528
0,3619
0,3722 0,3827 0,3931
mz
-0,0176 -0,0183 -0,0190 -0,0198 -0,0205 -0,0212


11
Hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo góc lắp giữa trục quay
cánh quạt so với dây cung cánh φ
Bảng 2.5. Giá trị hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz theo góc giữa trục
quay cánh quạt với dây cung cánh
(Với: Vận tốc V=14[m/s], góc tấn α=40, n=3000[v/ph], lx=0,24+0,25b [m],
ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0,6).
ϕ [o]
-6
-4
-2
0
2
4

6
cy
0,3334 0,3436 0,3547 0,3664 0,3789 0,3931 0,4046
mz -0,0170 -0,0178 -0,0186 -0,0194 -0,0203 -0,0212 -0,0224
Kết luận chương 2
Với các giả thiết của bài toán, đồng thời dựa trên cơ sở phương pháp
xoáy rời rạc phi tuyến không dừng, đã xây dựng được mô hình số xác định
đặc tính khí động cánh nâng khi bay gần mặt giới hạn có xét đến ảnh hưởng
của dòng khí sau cánh quạt. Chương 2 cũng đã thiết lập sơ đồ thuật toán và
xây dựng chương trình tính toán xác định đặc tính khí động cánh nâng khi
bay gần mặt giới hạn có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt
bằng phần mềm Matlab.
Chương 3. KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH SỐ BẰNG PHẦN MỀM ANSYS.CFX
VÀ THỰC NGHIỆM TRONG ỐNG KHÍ ĐỘNG

Mô hình số và chương trình tính toán đã xây dựng ở chương 2, được
kiểm chứng bằng cách so sánh với các kết quả tính của phần mềm
ANSYS.CFX và các kết quả thực nghiệm mô hình tổ hợp cánh quạt - mặt
giới hạn và cánh trong ống khí động OT-1 của Viện Kỹ thuật PK-KQ,
nhằm khẳng định độ tin cậy, tính ứng dụng và hiệu quả của mô hình số và
chương trình tính toán trong các bài toán cụ thể mà thực tế đặt ra.
Việc kiểm chứng mô hình số và chương trình tính được thực hiện
thông qua hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz với các tham số của tổ
hợp như đã trình bày trong chương 2, khi thay đổi một tham số nào đó:
- Khi góc tấn α của cánh nâng thay đổi từ 0 đến 12 [o] (Các tham số
dùng để tính toán và thực nghiệm: V=14[m/s], φ=00, n=3000[v/ph],
lx=0,24+0,25b[m], ly=lx.sin(α-φ) [m], lz=0,39 [m], h =0,6);
- Khi tốc độ bay thay đổi từ 14 đến 26 [m/s] (α=40, φ=00,
n=3000[v/ph], lx=0,24+0,25b [m], ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0,6);
- Khi tốc độ vòng quay cánh quạt thay đổi (V=14[m/s], α=40, φ=40,

lx=0,24+0,25b [m], ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0.6);
- Khi góc giữa trục quay cánh quạt với dây cung cánh (φ) thay đổi từ
-6 đến +6 [o] (V=14[m/s], α=40, n=3000[v/ph], lx=0,24+0,25b [m],
ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m], h =0,6).
- Mô hình cánh nâng hình chữ nhật có: Dây cung b = 0,26 [m]; Sải cánh


12
L = 0,78 [m]; Diện tích S = 0,2028 [m2]; Độ dãn dài λ= 3; Độ thon η=1; Dạng
prôfin SAGI “B” có độ dày tương đối c = 16% và không đối xứng.
- Mô hình cánh quạt: Cánh quạt 2 lá cánh, sử dụng prôfin BC-2;
Đường kính D = 0,30 [m].
3.1. Mô phỏng số bằng phần mềm tính toán ANSYS.CFX
Mô hình mô phỏng là tổ hợp cánh quạt, mặt giới hạn và cánh nâng,
trong đó cánh quạt được đặt mép trước cánh nâng.
3.1.1. Xây dựng mô hình hình học và chia lưới
Mô hình 3D của cánh quạt - cánh nâng để mô phỏng được dựng dựa
trên kích thước đo đạc thực tế của mẫu thử.
Do cánh quạt đặt trước cánh nâng, đồng thời quay với vận tốc
n=3000[v/ph] nên cần phải dựng 2 vùng thể tích tính toán độc lập:
- Vùng thể tích tính toán thứ nhất là vùng hình trụ bao quanh cánh
quạt. Khi mô phỏng sẽ thiết lập thuộc tính quay đều quanh trục với vận tốc
n=3000 [v/ph] cho vùng này.
- Vùng thể tích tính toán thứ hai là một hình hộp chữ nhật bao quanh
toàn bộ mô hình cánh và vùng thể tích tính toán thứ nhất có kích thước
2x2,5x1 [m3]. Trong đó, để xét đến ảnh hưởng của mặt giới hạn thì mặt đáy
của hình hộp (mặt giới hạn) được dựng cách mép sau của cánh một khoảng
khoảng h = h / b . Trong đó h là khoảng cách tính từ mặt đáy của hình hộp
tới mép sau cánh nâng.
Mô hình lưới với gần 412.000 nút (nodes) và gần 1.600.000 phần tử

(elements) như (hình 3.6) và (hình 3.7).

Hình 3.6. Chia lưới vùng thể tích thứ nhất.

Hình 3.7. Chia lưới vùng thể tích thứ hai.

3.1.2. Một số thiết lập các điều kiện mô phỏng
Không khí ở nhiệt độ thường (25oC), áp suất bằng áp suất khí quyển.
Chọn mô hình dòng chảy rối k-epsilon với giả thiết toàn bộ dòng chảy gần
tường là dòng chảy rối.
Sau khi thiết lập các thuộc tính ta tiến hành giải bài toán bằng
CFX.Solver (hình 3.8, 3.9 là đồ thị hội tụ đích sai số).


13

Hình 3.8. Hội tụ khối lượng và vận tốc.

Hình 3.9. Hội tụ các thuộc tính chảy rối.

3.1.3. Kết quả mô phỏng (bảng số liệu)
Sau khoảng 100 vòng lặp, dòng chảy đạt ổn định và các hệ số hội tụ ở mức
sai số cho phép. Ta nhận được bảng kết quả các giá trị hệ số lực nâng cy và
mô men dọc mz (bảng 3.1 đến bảng 3.4).
Bảng 3.1. Giá trị hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo góc tấn
Góc tấn α [o]
0
4
8
12

cy
0,1178
0,3363
0,5433
0,7316
mz
-0,0131
-0,0181 -0,0229
-0,0274
Bảng 3.2. Giá trị hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo vận tốc bay
V [m/s]
14
18
22
26
cy
0,3363
0,3482
0,3601
0,3689
mz
-0,0181
-0,0189 -0,0198
-0,0210
Bảng 3.3. Giá trị hệ số lực nâng cy và mz theo tốc độ vòng quay cánh quạt
n [v/ph]
500
1000
1500
2000

2500
3000
cy
0,3208 0,3294 0,3351 0,3426 0,3579
0,3675
mz
-0,0166 -0,0170 -0,0175 -0,0181 -0,0186 -0,0191
Bảng 3.4. Giá trị cy và mz theo góc giữa trục quay cánh quạt với dây cung cánh
ϕ [o]
-6
-4
-2
0
2
4
6
cy
0,3065 0,3204 0,3246 0,3363 0,3498 0,3675 0,3793
mz -0,0157 -0,0169 -0,0172 -0,0181 -0,0185 -0,0191 -0,0200

Hình 3.10. Đường dòng của tổ hợp cánh quạt-mặt giới hạn và cánh nâng.


14
3.2. Thử nghiệm mô hình tổ hợp trong ống khí động OT-1
Mô hình thực nghiệm trong ống khí động OT-1 gồm cánh nâng, cánh
quạt và mặt giới hạn, trong đó cánh quạt được đặt trước cánh nâng.
3.2.1. Trang thiết bị thử nghiệm
Ống khí động OT-1 có các thông số kỹ thuật chính: Độ rối
dòng: ε = 0,05% ; Vận tốc dòng khí tối đa: 55 [m/s]; Độ đồng đều của

trường vận tốc: µ v = ± 1,15%; Độ lệch dòng so với trục ống khí
động: ∆α = ± 1,10 , ∆ β = ± 0, 9 0 .
3.2.2. Mô hình thử nghiệm cho tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh
Do chỉ khảo sát các KCB bay ở vận tốc nhỏ, nên có thể bỏ qua ảnh
hưởng của tính nén không khí. Mô hình sử dụng trong quá trình thử nghiệm
được coi như mô hình thực. Vì thế, quá trình thử nghiệm mô hình trong
ống khí động OT-1 các yếu tố đồng dạng đã được đảm bảo.
Mô hình thử nghiệm của cánh nâng: Cánh hình chữ nhật có các kích
thước tương tự như trong mô hình tính. Cánh được làm bằng gỗ; Mô hình
thử nghiệm của cánh quạt: Động cơ điện 1 chiều, công suất N =75 [W];
Cánh quạt gá chặt lên giá đỡ, có thể di chuyển theo 3 phương, tốc độ vòng
quay cánh quạt n =0÷3000 [v/ph], được điều chỉnh thay đổi bằng biến tần.
Mô hình thử nghiệm của mặt giới hạn được làm bằng gỗ có bề mặt
cứng, phẳng và có hình dạng elíp, đường kính trục ngắn: 1200 [mm];
đường kính trục dài: 2400 [mm]; độ nhẵn bề mặt: ∇2.

Hình 3.17. Mô hình cánh quạt-mặt giới hạn-cánh nâng.

3.2.3. Các nội dung thử nghiệm
Sử dụng hệ tọa độ Oxyz. Gốc tọa độ đặt ở 1/4 dây cung cánh, trục
Ox nằm trong mặt phẳng quay, có hướng theo chuyển động của cánh nâng,
trục Oy vuông góc với trục Ox và nằm trong mặt phẳng thẳng đứng, hướng
lên trên, trục Oz dọc theo sải cánh tạo với Ox, Oy thành tam diện thuận.
Điều kiện thử nghiệm: Nhiệt độ không khí: TH = 25 [oC]; Áp suất khí
3
quyển p=1[atm]; Độ ẩm không khí:80%; Mật độ không khí: ρH = 1,218 [kg/m ];
Vận tốc dòng khí V= 0÷30 [m/s]; Góc trượt cạnh: β = 0 [o].


15

Kết quả thử nghiệm (bảng số liệu): Kết quả thử nghiệm được xử lý theo
tài liệu [11,] kết quả thử nghiệm sau khi xử lý được thể hiện từ bảng 3.6 đến
bảng 3.9.
Bảng 3.6. Giá trị hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo góc tấn
Góc tấn α [o]
0
4
8
12
cy
0,1071
0,3072
0,4886
0,6642
mz
-0,0119
-0,0164
-0,0208
-0,0251
Bảng 3.7. Giá trị hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo vận tốc
V [m/s]
14
18
22
26
cy
0,3085
0,3184
0,3279
0,3372

mz
-0,0166
-0,0179
-0,0185
-0,0193
Bảng 3.8. Giá trị hệ số lực nâng cy và mz theo vòng quay cánh quạt
n [v/ph]
500
1000
1500
2000
2500
3000
cy
0,3105 0,3138
0,3193
0,3243
0,3312
0,3469
mz
-0,0152 -0,0153 -0,0158 -0,0165 -0,0172 -0,0169
Bảng 3.9. Giá trị hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo góc (φ)
φ [o]
-6
-4
-2
0
2
4
6

cy 0,2742 0,2853 0,2921 0,3027 0,3209 0,3442 0,3581
mz -0,0143 -0,0148 -0,0154 -0,0165 -0,0169 -0,0175 -0,0186
3.3. Kiểm chứng mô hình tính toán
Mô hình số và chương trình tính toán đã xây dựng ở chương 2, được
kiểm chứng bằng cách so sánh với các kết quả tính của phần mềm
ANSYS.CFX và thực nghiệm mô hình tổ hợp trong ống khí động OT-1.
Việc kiểm chứng được thực hiện thông qua hệ số lực nâng cy và hệ số mô
men dọc mz.
Sử dụng các tham số hình học, động học, điều kiện mô phỏng và thí
nghiệm làm đầu vào cho mô hình số và chương trình tính toán để đánh giá
qui luật biến thiên, cũng như độ sai lệch giữa các kết quả nhận được bằng
phần mềm ANSYS, bằng thực nghiệm và bằng tính toán.
3.3.1. Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo góc tấn α
Tham số ban đầu: Vận tốc V= 14 [m/s]; Vòng quay cánh quạt
n=3000 [v/ph]; Vị trí tương đối giữa cánh nâng và cánh quạt lx = 0,24 +
0,25bg [m]; ly =lx.sin(α-φ) [m]; lz =0,39 [m]; Góc lắp φ = 0 [0]; h =0,6.
- Kết quả mô phỏng ANSYS và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai
lệch lớn nhất khoảng 9%;
- Kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai lệch
lớn nhất khoảng 17%.


16
He so cy theo goc tan

He so mz theo goc tan

0.9

-0.005

Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

0.8
-0.01
0.7
-0.015

mz

cy

0.6
0.5

-0.02

0.4
-0.025

Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

0.3

-0.03

0.2

0.1

0

2

4

6
alfa[do]

8

10

12

Hình 3.19. Đồ thị hệ số cy theo góc tấn.

-0.035

0

2

4

6
alfa[do]

8

10

12

Hình 3.20. Đồ thị hệ số mz theo góc tấn.

3.3.2. Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo vận tốc
Tham số ban đầu: n = 3000 [v/ph]; α = 40; lx = 0,24 + 0,25 bg [m]; ly
=lx.sin(α-φ) [m]; lz =0,39 [m]; φ = 0 [0]; h =0,6
He so cy theo van toc

He so mz theo van toc

0.5

0

Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

0.45

Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

-0.005

0.4
-0.01

0.35

-0.015

0.25

mz

cy

0.3

-0.02

0.2
-0.025
0.15
-0.03

0.1

-0.035

0.05
0
14

16

18

20
V[m/s]

22

24

-0.04
14

26

Hình 3.21. Đồ thị cy theo vận tốc.

16

18

20
V[m/s]

22

24

26

Hình 3.22. Đồ thị mz theo vận tốc.

- Kết quả mô phỏng ANSYS và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai
lệch lớn nhất khoảng 8%;
- Kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai lệch
lớn nhất khoảng 16%;
3.3.3. Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo vận tốc vòng quay
Tham số ban đầu: V = 14 [m/s]; α = 40; lx = 0,24 + 0,25 bg [m];
ly =lx.sin(α-φ) [m];lz =0,39 [m]; φ = 4 [0]; h =0,6
- Kết quả mô phỏng ANSYS và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai
lệch lớn nhất khoảng 10%;
- Kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai lệch
lớn nhất khoảng 17%.
He so cy theo vong quay

He so mz theo vong quay

0.5

0
Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

0.45

Tinh toan
ANSYS

Thuc nghiem

-0.005

0.4
-0.01

0.35

-0.015
mz

cy

0.3
0.25

-0.02

0.2
-0.025
0.15
-0.03
0.1
-0.035

0.05
0
500

1000

1500

2000

2500

3000

n[v/ph]

Hình 3.23. Đồ thị hệ số cy theo vòng quay.

-0.04
500

1000

1500

2000

2500

3000

n[v/ph]

Hình 3.24. Đồ thị hệ số mz theo vòng quay

17
3.3.4. Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz theo góc lắp giữa trục quay
cánh quạt so với dây cung cánh φ
Tham số ban đầu: V= 14 [m/s]; α = 40; n = 3000 [v/ph]; lx = 0,24 +
0,25 bg [m]; ly =lx.sin(α-φ) [m]; lz =0,39 [m]; h =0,6.
He so cy theo goc lap

He so mz theo goc lap
0
Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

0.6

-0.01

mz

cy

0.5

0.4

-0.015

0.3

-0.02

0.2

-0.025

0.1
-6

Tinh toan
ANSYS
Thuc nghiem

-0.005

-4

-2

0
phi [do]

2

4

6

Hình 3.25. Đồ thị cy theo góc lắp φ.

-0.03
-6

-4

-2

0
phi [do]

2

4

6

Hình 3.26. Đồ thị mz theo góc lắp φ.

- Kết quả mô phỏng ANSYS và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai
lệch lớn nhất khoảng 11%;
- Kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán bằng lý thuyết sai lệch
lớn nhất khoảng 18%.
3.4. Kết luận chương 3
Kết quả mô phỏng ANSYS và kết quả tính toán sai lệch lớn nhất nhỏ
hơn 11%; kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán sai lệch lớn nhất nhỏ
hơn 18%. Kết quả kiểm chứng bằng phần mềm mô phỏng số ANSYS và
thực nghiệm so với kết quả tính toán nhận thấy rằng: Mô hình số và chương
trình tính toán ở chương 2, đủ độ tin cậy và có thể ứng dụng để xác định
các đặc tính khí động của cánh KCB chịu sự tác động tương hỗ trong tổ

hợp cánh quạt - mặt giới hạn và cánh nâng.
Chương 4. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THAM SỐ CỦA CÁNH QUẠT
VÀ MẶT GIỚI HẠN ĐẾN ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG CỦA CÁNH NÂNG

4.1. Bài toán áp dụng
4.1.1. Các tham số hình học của cánh nâng trong khảo sát
Cánh hình chữ nhật có các kích thước: Dây cung gốc cánh bg = 0,26
[m]; Dây cung mút cánh bm = 0,26 [m]; Chiều dài sải cánh L =0,78 [m];
Diện tích cánh S = 0,2028 [m2]; Độ dãn dài λ=3; Độ thon η=1.
4.1.2. Các tham số hình học của cánh quạt trong khảo sát
Dây cung lá bcq= 0,02 [m]; Diện tích lá Sla =0,0026 [m2]; Bán kính
ngoài R = 0,15 [m]; Bán kính trong r = 0,02 [m].
4.1.3. Các tham số hình học của mặt giới hạn Mặt giới hạn có các kích
thước: Chiều dài: bd = 2,34 [m]; Chiều rộng: br = 0,78 [m].
4.2. Đánh giá ảnh hưởng của các tham số cánh quạt và khoảng cách
cánh - mặt giới hạn đến đặc tính khí động của cánh nâng


18
4.2.1. Đánh giá ảnh hưởng của khoảng cách cánh và mặt giới hạn
Tham số ban đầu: Vận tốc V=14[m/s], α=40, φ=00, n=3000[v/ph],
lx=0,24+0,25b[m], ly=lx.sin(α-φ) [m], lz=0,39 [m].
Khảo sát cy và mz theo các khoảng cách cánh và mặt giới hạn khác
nhau khi có ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt 2 lá.
Khi h càng nhỏ thì hiệu ứng hãm dòng dưới cánh nâng tăng lên, dẫn
đến làm tăng áp suất mặt dưới cánh nâng, do đó chênh áp giữa mặt dưới và
mặt trên cánh nâng tăng. Vì vậy, hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz tăng.
(hình 4.1 và 4.2). Mức độ tăng lớn nhất của cy ở h = 0,6 so với h = 0,8
khoảng: 7%. Mức độ tăng lớn nhất của cy ở h = 0,6 so với h = 1,0 khoảng:
12%. Mức độ tăng lớn nhất của cy ở h = 1,0 so với h = 1,16 khoảng: 1%.

He so cy theo khoang cach MGH

He so mz theo khoang cach MGH

0.37

-0.0175
alfa=4,phi=0,van toc=14m/s

0.36
-0.018

mz

cy

0.35

0.34

-0.0185

0.33
-0.019
0.32
alfa=4,phi=0,van toc=14m/s

0.31
0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

-0.0195
0.6

1.3

0.7

0.8

0.9

h

1

1.1

1.2

1.3

h

Hình 4.1. Đồ thị cy theo khoảng cách h .

Hình 4.2. Đồ thị mz theo khoảng cách h .

4.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của góc tấn (α) của cánh ở các khoảng cách
( h ) cánh và mặt giới hạn khác nhau
Tham số ban đầu: V=30[m/s], φ=40, n=3000[v/ph], lx=0,24+0,25b
[m], ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m].
Khảo sát hệ số cy, mz theo góc tấn của cánh KCB khi có ảnh hưởng
của dòng khí sau cánh quạt 2 lá ở các khoảng cách cánh và mặt giới hạn ( h )
khác nhau. Hệ số cy và mz phụ thuộc vào khoảng cách giữa mặt giới hạn với
mép sau cánh (hình 4.3 và hình 4.4), ở cùng một góc tấn, khi h càng nhỏ thì
hệ số cy và mz càng tăng, cùng với sự ảnh hưởng của khoảng cách h , hệ số
cy và mz vẫn giữ nguyên những quy luật biến thiên theo góc tấn của cánh
giống như ở trường hợp chảy bao tự do.
He so cy theo goc tan

He so mz theo goc tan

0.9

-0.01
hh=0.6
hh=0.8

0.8

hh=1.0

-0.015
0.7

-0.02
mz

cy

0.6
0.5

-0.025

0.4
h
h =0.6
h =0.8
h
h
h =1.0

0.3

-0.03

0.2

0.1

0

2

4

6
alfa [do]

8

10

12

Hình 4.3. Đồ thị hệ số cy theo góc tấn.

-0.035

0

2

4

6
alfa [do]

8

10

12

Hình 4.4. Đồ thị hệ số mz theo góc tấn.


19
4.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của đường kính cánh quạt (D) ở khoảng
cách h khác nhau
Tham số ban đầu: Vận tốc V=30[m/s], α=40, φ=40, n=3000[v/ph],
lx=0,24+0,25b [m], ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m];
Khảo sát hệ số lực nâng cy, hệ số mô men dọc mz theo đường kính
của cánh quạt 2 lá cánh ở các khoảng cách h khác nhau.
He so cy theo duong kinh D

He so mz theo duong kinh D

0.4

-0.017

0.39

hh=0,6

-0.018

hh=0,6

0.38

hh=0,8
hh=1,0

hh=0,8
hh=1,0

0.37

-0.019

cy

mz

0.36
-0.02

0.35
0.34

-0.021

0.33
-0.022
0.32
0.31

0.26

0.265

0.27

0.275

0.28
D [m]

0.285

0.29

0.295

-0.023
0.26

0.3

Hình 4.5. Đồ thị cy theo đường kính D.

0.265

0.27

0.275

0.28
D [m]

0.285

0.29

0.295

0.3

Hình 4.6. Đồ thị mz theo đường kính D.

Khi đường kính cánh quạt tăng, diện tích mặt phẳng quay của cánh
quạt tăng làm tăng diện tích phần ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt
lên cánh nâng, dẫn đến cy và của cánh nâng tăng lên (hình 4.5 và 4.6). Mức
độ tăng hệ số cy ở h =0,6 so với h =0,8 trong khoảng 7÷8%. Mức độ tăng hệ
số cy ở h =0,6 so với h =1,0 trong khoảng 12÷13%.
4.2.4. Đánh giá ảnh hưởng của tốc độ vòng quay ở các khoảng cách
cánh và mặt giới hạn khác nhau
Tham số ban đầu: Vận tốc V=30[m/s], góc tấn α=60, φ=40,
lx=0,24+0,25b [m], ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m]; cánh quạt 2 lá cánh.
Hệ số cy, mz tăng theo tốc độ vòng quay cánh quạt (hình 4.7 và 4.8).
Vì khi vòng quay cánh quạt tăng, mức độ ảnh hưởng của tốc độ cảm ứng
sau cánh quạt tăng, làm cho góc tấn cục bộ của cánh nâng tăng do đó cy, mz
tăng. Mức độ tăng cy ở h = 0,6 so với h = 0,8 trong khoảng 5÷7%, đạt lớn ở
vòng quay n=4000 [v/ph]; Mức độ tăng cy ở h = 0,6 so với h = 1,0 trong
khoảng 9÷13%, đạt lớn nhất ở vòng quay n=4000 [v/ph].
He so mz theo vong quay

He so cy theo vong quay
-0.015

0.44

hh
hh

0.42

hh

-0.016

=0,6
=0,8
=1,0

0.4
-0.017

cy

mz

0.38
-0.018

0.36
hh

0.34

hh
hh

=0,6
=0,8
=1,0

0.32

0.3
500

1000

1500

2000
2500
n [v/ph]

3000

3500

4000

Hình 4.7. Đồ thị hệ số cy theo vòng quay

cánh quạt.

-0.019

-0.02

-0.021
500

1000

1500

2000
2500
n [v/ph]

3000

3500

4000

Hình 4.8. Đồ thị hệ số mz theo vòng quay
cánh quạt.


20
4.3. Đánh giá ảnh hưởng của vị trí cánh quạt và khoảng cách cánh mặt giới hạn
4.3.1. Đánh giá ảnh hưởng của lx ở các khoảng cách cánh và mặt giới

hạn khác nhau
Tham số ban đầu: Vận tốc V=20[m/s], α=20, φ=4[0], n=3000[v/ph],
ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m].
Khảo sát hệ số lực nâng cy, mz theo lx của cánh quạt có 2 lá cánh.
Khi lx tăng, vị trí từ cánh quạt đến mép trước cánh tăng, nên ảnh
hưởng của dòng cảm ứng sau cánh quạt tới cánh giảm, vì vậy hệ số cy và mz
giảm (hình 4.9 và 4.10). Tuy nhiên mức giảm của cy và mz khi lx tăng
không nhiều: Ở h =0,6: Mức giảm hệ số cy trong khoảng cách lx được khảo
sát (lx=1/4b ÷ 1/4b+0,5 ) lớn nhất khoảng 7%; Mức giảm mz lớn nhất
khoảng 6%. Ở h =1,0: Mức giảm hệ số cy lớn nhất khoảng 4%; Mức giảm
hệ số mz lớn nhất khoảng 3%.
He so mz theo lx

He so cy theo lx
-0.0175

0.38
hh=0,6
hh=0,8

0.37

hh=1,0

-0.018
0.36
-0.0185

cy

mz

0.35

0.34

-0.019

0.33

hh=0,6
hh=0,8

-0.0195

hh=1,0

0.32

0.31

-0.02
0

0.1

0.2

0.3
lx [m]

0.4

0.5

0.6

Hình 4.9. Đồ thị hệ số lực nâng cy theo lx.

0

0.1

0.2

0.3
lx [m]

0.4

0.5

0.6

Hình 4.10. Đồ thị hệ số lực nâng mz theo lx.

4.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của ly ở khoảng cách cánh và mặt giới hạn h =1,0
Tham số ban đầu: V=20[m/s], α=20, φ=4[0], n=3000[v/ph], D=0,26
[m], lx=0,24+0,25b [m], lz=0,39[m].
Khảo sát hệ số lực nâng cy, hệ số mô men dọc mz theo ly của cánh

quạt có 2 lá, khoảng cách tương đối mép sau cánh đến mặt giới hạn h =1,0.
Khi ly trong khoảng: –R÷0 (nằm dưới cánh) và hợp với dây cung
cánh góc φ> 0, thì phần diện tích của mặt phẳng quay của cánh quạt phía
dưới cánh nâng lớn hơn phía trên cánh nâng, vận tốc cảm ứng do cánh quạt
gây ra làm hãm dòng dưới cánh dẫn đến làm tăng áp suất dưới cánh, do đó
chênh áp giữa mặt dưới và mặt trên cánh nâng tăng. Vì vậy, hệ số lực nâng
cy và mz tăng, giá trị cy, mz đạt lớn nhất khi trục cánh quạt cách cánh nâng bằng
bán kính R. Tại vị trí cánh quạt ly = -R, mức độ ảnh hưởng của cánh quạt lớn
nhất đối với giá trị hệ số cy, mz so với khi trục cánh quạt ở vị trí ly= 0: Hệ số cy
tăng khoảng 10% và mz tăng khoảng 16%.
Khi ly trong khoảng: 0÷R (nằm trên cánh) và tạo với dây cung cánh
góc φ > 0, thì phần diện tích của mặt phẳng quay của cánh quạt phía trên


21
cánh nâng lớn hơn phía dưới cánh nâng, làm tăng tốc độ dòng trên cánh. Vì
vậy, áp suất trên cánh nâng giảm, do đó chênh áp giữa mặt dưới và mặt trên
cánh nâng giảm. Giá trị hệ số lực nâng cy và mz giảm và đạt nhỏ nhất khi trục
cánh quạt cách cánh nâng bằng bán kính R. Tại vị trí cánh quạt ly = R, ảnh
hưởng đến hệ số cy, mz nhỏ nhất so với khi trục cánh quạt ở vị trí ly = 0: Hệ số
cy giảm khoảng 2% và mz giảm khoảng 3%.
He so mz theo ly

He so cy theo ly
-0.01
0.5

-0.015

cy

mz

0.45

0.4
-0.02

0.35

-0.025
0.3
-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0
ly [m]

0.05

0.1

0.15

-0.2

0.2

Hình 4.11. Đồ thị hệ số lực nâng cy theo ly

-0.15

-0.1

-0.05

0
ly [m]

0.05

0.1

0.15

0.2

Hình 4.12. Đồ thị hệ số lực nâng mz theo ly.

4.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của lz ở các khoảng cách cánh và mặt giới
hạn khác nhau
Tham số ban đầu: V=20[m/s], α=20, φ=4[0], n=3000[v/ph],
lx=0,24+0,25b [m], ly=lx.sin(α-φ).
Khảo sát hệ số lực nâng cy, hệ số mô men dọc mz theo lz ở các
khoảng cách cánh và mặt giới hạn khác nhau với cánh quạt 2 lá cánh.

Khi lz tăng, trục cánh quạt dịch chuyển theo sải ra mép cánh. Đối với
cánh nâng hình chữ nhật hệ số cy gần như không đổi, vì mức độ ảnh hưởng
của dòng sau cánh quạt trên cánh chữ nhật theo sải cánh là như nhau (hình
4.13 và 4.14).
He so mz theo lz

He so cy theo lz
-0.0175

0.38

hh=0,6
hh=0,8

0.37

hh=1,0

-0.018
0.36
hh=0,6

-0.0185

hh=0,8

0.35
cy

mz

hh=1,0

0.34

-0.019

0.33
-0.0195
0.32

0.31
0.2

0.25

0.3

0.35

0.4
lz [m]

0.45

0.5

0.55

0.6

Hình 4.13. Đồ thị hệ số lực nâng cy theo lz.

-0.02
0.2

0.25

0.3

0.35

0.4
lz [m]

0.45

0.5

0.55

0.6

Hình 4.14. Đồ thị hệ số mz theo lz.

4.3.4. Đánh giá ảnh hưởng của góc lắp (φ) giữa trục quay cánh quạt và
dây cung cánh nâng ở các khoảng cách cánh và mặt giới hạn khác nhau
Tham số ban đầu: V=20[m/s], góc tấn α=20, n=3000[v/ph],
lx=0,24+0,25b [m], ly=lx.sin(α-φ), lz=0,39[m].
Khảo sát hệ số cy, mz theo góc lắp (φ) ở các khoảng cách cánh và mặt

giới hạn khác nhau với cánh quạt 2 lá cánh.


22
He so cy theo goc lap

He so mz theo goc lap

0.42

-0.015

0.4

-0.016

hh
hh
hh

=0,6
=0,8
=1,0

-0.017
0.38
-0.018
cy

mz

0.36
-0.019

0.34
-0.02
h
h

0.32

h
h

h
h

=0,6
=0,8
=1,0

-0.021

0.3

-6

-0.022

-4

-2

0
phi [do]

2

4

6

Hình 4.15. Đồ thị hệ số cy theo góc lắp ϕ.

-0.023
-6

-4

-2

0
phi [do]

2

4

6

Hình 4.15. Đồ thị hệ số mz theo góc lắp ϕ.

Hệ số lực nâng cy, mô men dọc mz của cánh nâng chịu ảnh hưởng
nhiều theo sự thay đổi của góc lắp giữa trục cánh quạt và dây cung cánh
nâng (hình 4.15, hình 4.16), ở những góc lắp dương giá trị cy lớn hơn góc
lắp âm. Vì ở những góc lắp dương, hiệu ứng hãm dòng do cánh quạt gây ra
dưới cánh nâng tăng dẫn đến làm tăng áp suất dưới cánh. Do đó, chênh áp
giữa mặt dưới và mặt trên cánh tăng, hệ số cy và mz càng lớn khi h càng
nhỏ. Mức độ tăng hệ số cy ở h = 0,6 so với h = 0,8 trong khoảng 6÷8%, đạt
lớn nhất ở góc lắp ϕ=60; Mức độ tăng hệ số cy ở h = 0,6 so với h = 1,0
trong khoảng 10÷14%, đạt lớn nhất ở góc lắp ϕ=60;
- Chênh lệch hệ số lực nâng cy giữa góc lắp 00 và góc lắp âm -60
của cánh nâng khi: h = 0,6 khoảng 10%; h = 1,0 khoảng 8%.
- Chênh lệch hệ số lực nâng giữa góc lắp dương 60 và góc lắp 00 của
cánh nâng khi: h = 0,6 khoảng 9%; h = 1,0 khoảng 7%.
4.4. Kết luận chương 4
Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz của cánh KCB tăng khi khoảng
cách từ mép sau cánh đến mặt giới hạn; với h ≥ 1,16, ảnh hưởng của mặt
giới hạn đến đặc tính khí động của cánh nâng không nhiều (≤ 1%);
Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz của cánh KCB tăng theo: góc
tấn cánh nâng (mức tăng cy đạt lớn nhất khoảng 12% ở góc tấn α = 120);
đường kính cánh quạt D (mức tăng cy đạt lớn nhất khoảng 13%); tốc độ
vòng quay cánh quạt (mức tăng cy đạt lớn nhất khoảng 13%) và góc lắp
giữa trục quay cánh quạt và dây cung cánh nâng (mức tăng cy đạt lớn nhất
khoảng 14% ở góc lắp ϕ=60);
Theo vị trí tương đối của cánh quạt so với cánh nâng và hợp với dây
cung cánh nâng góc φ > 0 khi cánh quạt ở dưới cánh nâng và bằng khoảng
cách bán kính R thì hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz đạt giá trị
lớn nhất (hệ số cy tăng khoảng 10% và mz tăng khoảng 16%). Còn cánh
quạt ở trên cánh nâng và bằng khoảng cách bán kính R thì hệ số lực nâng cy

và hệ số mô men dọc mz đạt giá trị nhỏ nhất (hệ số cy giảm khoảng 2% và
mz giảm khoảng 3%).


23
KẾT LUẬN
1. Luận án đã xây dựng mô hình số, sơ đồ thuật toán và chương trình
tính toán trên cơ sở phương pháp XRR phi tuyến không dừng để xác định
các đặc tính khí động của cánh KCB, chuyển động gần mặt giới hạn, khi có
ảnh hưởng của dòng khí sau cánh quạt. Mô hình tính toán phản ảnh đúng
bản chất vật lý của dòng chảy bao qua tổ hợp cánh quạt - mặt giới hạn và
cánh KCB. Mô hình số và chương trình tính được kiểm chứng bằng cách so
sánh các kết quả tính toán nhận được với những kết quả tính toán bằng
phần mềm ANSYS.CFX và các kết quả thực nghiệm mô hình tổ hợp cánh
quạt - mặt giới hạn và cánh nâng trong ống khí động. Kết quả tính toán lý
thuyết sai lệch lớn nhất so với kết quả tính của phần mềm ANSYS nhỏ
hơn 11% và so với kết quả thực nghiệm nhỏ hơn 18%. Điều này khẳng
định mô hình số và chương trình tính của luận án là tin cậy.
2. Mô hình số và chương trình tính được áp dụng để nghiên cứu khảo
sát ảnh hưởng của các tham số cánh quạt, mặt giới hạn đến các đặc tính
khí động của cánh nâng hình chữ nhật. Kết quả nhận được:
- Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz tăng khi có ảnh hưởng của
dòng khí sau cánh quạt và mặt giới hạn. Giá trị hệ số cy và mz của cánh
nâng KCB khi bay gần mặt giới hạn có xét đến ảnh hưởng của dòng khí sau
cánh quạt tăng khi so với không xét đến ảnh hưởng của cánh quạt (tăng lớn
nhất khoảng 22%);
- Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz của cánh KCB tăng khi khoảng
cách từ mép sau cánh đến mặt giới hạn giảm, với h ≥ 1,16, ảnh hưởng của
mặt giới hạn đến đặc tính khí động của cánh nâng không nhiều (≤ 1%);
- Hệ số lực nâng cy và mô men dọc mz của cánh KCB tăng theo: góc

tấn cánh nâng (mức tăng cy đạt lớn nhất khoảng 12% ở góc tấn α = 120);
đường kính cánh quạt D (mức tăng cy đạt lớn nhất khoảng 13%); tốc độ
vòng quay cánh quạt (mức tăng cy đạt lớn nhất khoảng 13%) và góc lắp
giữa trục quay cánh quạt và dây cung cánh nâng (mức tăng cy đạt lớn nhất
khoảng 14% ở góc lắp ϕ=60);
- Theo vị trí tương đối của cánh quạt so với cánh nâng và khi trục của
cánh quạt hợp với dây cung cánh nâng góc φ> 0, với vị trí cánh quạt ở bên
dưới cánh nâng và bằng khoảng cách bán kính R thì hệ số lực nâng cy và hệ
số mô men dọc mz đạt giá trị lớn nhất (hệ số cy tăng khoảng 10% và mz tăng
khoảng 16%). Còn với vị trí cánh quạt ở trên cánh nâng và bằng khoảng
cách bán kính R thì hệ số lực nâng cy và hệ số mô men dọc mz đạt giá trị nhỏ
nhất (hệ số cy giảm khoảng 2% và mz giảm khoảng 3%).
Những đóng góp mới của luận án
- Trên cơ sở phương pháp xoáy rời rạc phi tuyến không dừng đã xây
dựng được mô hình số, thiết lập thuật toán và xây dựng được chương trình tính