Đánh giá đặc tính khí động học của máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp

Đánh giá chi tiết đặc tính khí động học của máy bay phun thuốc trừ sâu tích hợp. Nghiên cứu chuyên sâu về hiệu suất và khả năng bay. Tìm hiểu ngay!

• Tác giả: Nguyễn Thanh Hảo
• Người hướng dẫn: TS. Lưu Văn Thuần
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hàng không
• Đề tài: Đánh Giá Đặc Tính Khí Động Học Của Máy Bay Phun Thuốc Tích Hợp
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Khí Động Học Máy Bay Nông Nghiệp

Với sự phát triển của công nghệ, việc ứng dụng máy bay không người lái phun thuốc (UAV) trong nông nghiệp ngày càng phổ biến. Hiện nay, máy bay bình thuốc trừ sâu thường có bình chứa gắn dưới thân, gây ảnh hưởng đến khí động học máy bay nông nghiệp. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá đặc tính khí động học máy bay phun thuốc, đặc biệt là khi tích hợp bình thuốc vào thân máy bay, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả phun thuốc. Việc phân tích CFD máy bay nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và cải tiến. Theo Konstantinos Christodoulou và cộng sự, việc phân tích khí động học bằng CFD giúp đánh giá hiệu suất của chong chóng và tối ưu hóa thiết kế. Mục tiêu là tạo ra một thiết kế máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp có khí động học tốt hơn so với các thiết kế truyền thống.

1.1. Ưu Điểm của Máy Bay Phun Thuốc Trừ Sâu Không Người Lái

Máy bay không người lái phun thuốc trừ sâu mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp thủ công. Chúng có khả năng tự động hóa cao, hệ thống phun chính xác và đồng đều, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí nhân công. Ngoài ra, việc sử dụng drone phun thuốc trừ sâu khí động học còn giảm thiểu rủi ro tiếp xúc trực tiếp với hóa chất độc hại cho người lao động. Khả năng hoạt động trên mọi địa hình cũng là một lợi thế lớn, đặc biệt là ở những khu vực khó tiếp cận. Nghiên cứu này xem xét các yếu tố này để tạo ra một thiết kế tối ưu cho máy bay nông nghiệp.

1.2. Vấn Đề Về Khí Động Học của Máy Bay Phun Thuốc Hiện Tại

Các thiết kế máy bay bình thuốc trừ sâu hiện nay thường có bình chứa gắn bên ngoài, làm tăng lực cản và ảnh hưởng đến ổn định khí động học máy bay nông nghiệp. Việc này dẫn đến tiêu hao năng lượng lớn hơn và giảm hiệu quả phun thuốc. Nghiên cứu này nhằm giải quyết vấn đề này bằng cách tích hợp bình thuốc vào thân máy bay, giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến khí động học. Bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng khí động học, chúng ta có thể đánh giá và tối ưu hóa thiết kế để đạt được hiệu suất tốt nhất. Cần xem xét đến hệ số cản máy bay phun thuốc và hệ số nâng máy bay phun thuốc.

II. Thách Thức Mục Tiêu Nghiên Cứu Khí Động Máy Bay

Thách thức chính trong việc thiết kế máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp là đảm bảo khí động học tốt trong khi vẫn duy trì khả năng chứa thuốc hiệu quả. Mục tiêu của nghiên cứu này là tối ưu hóa khí động học máy bay nông nghiệp bằng cách mô phỏng khí động học máy bay phun thuốc và phân tích các yếu tố ảnh hưởng như hình dạng thân máy bay, vị trí cánh, và thiết kế chong chóng. Bằng cách sử dụng phân tích CFD máy bay nông nghiệp, chúng ta có thể xác định các điểm yếu trong thiết kế hiện tại và đề xuất các cải tiến. Nghiên cứu của Nguyễn Thanh Hảo tại Đại học Bách Khoa TP.HCM cũng tập trung vào việc đánh giá đặc tính khí động của máy bay tích hợp bình thuốc.

2.1. Mục Tiêu Nghiên Cứu Chi Tiết Về Khí Động Học

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu này bao gồm: (1) Xây dựng mô hình 3D của máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp, (2) Tiến hành mô phỏng CFD để đánh giá đặc tính khí động học trong các chế độ bay khác nhau (bay treo, bay tiến, bay lên cao), (3) Phân tích phân bố thuốc trừ sâu từ máy bay, (4) Đánh giá ảnh hưởng của bình thuốc đến khí động học. Việc đạt được các mục tiêu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc thiết kế và cải tiến máy bay phun thuốc, nhằm nâng cao hiệu quả và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Cần xác định ảnh hưởng của bình thuốc đến khí động học một cách chi tiết.

2.2. Phương Pháp Nghiên Cứu Công Cụ Sử Dụng

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics) để phân tích khí động học của máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp. Phần mềm Ansys Fluent được sử dụng để giải các phương trình Navier-Stokes và mô hình hóa dòng chảy rối. Mô hình 3D của máy bay được xây dựng bằng phần mềm CAD và sau đó được nhập vào Ansys Fluent để tiến hành phân tích CFD. Các kết quả mô phỏng sẽ được so sánh với dữ liệu thực nghiệm (nếu có) để kiểm chứng độ chính xác. Cần xem xét ứng dụng CFD trong nông nghiệp.

III. Phương Pháp Mô Phỏng CFD Đánh Giá Khí Động Máy Bay

Phương pháp mô phỏng CFD đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá đặc tính khí động học máy bay phun thuốc. Quá trình này bao gồm các bước: (1) Xây dựng mô hình hình học, (2) Chia lưới, (3) Thiết lập điều kiện biên, (4) Giải bài toán, và (5) Phân tích kết quả. Lưới chất lượng cao là yếu tố then chốt để đảm bảo độ chính xác của kết quả. Mô hình dòng chảy rối phù hợp cần được lựa chọn dựa trên đặc điểm của bài toán. Việc thiết kế cánh máy bay phun thuốc cũng rất quan trọng. Theo luận văn của Nguyễn Thanh Hảo, việc lựa chọn và thiết lập các tham số mô phỏng là rất quan trọng.

3.1. Thiết Lập Mô Hình Hình Học và Chia Lưới Cho CFD

Mô hình hình học của máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp cần được xây dựng chính xác để phản ánh đúng hình dạng và kích thước thực tế. Quá trình chia lưới tạo ra các phần tử nhỏ để giải các phương trình dòng chảy. Lưới cần đủ mịn ở các vùng có gradient lớn (ví dụ: gần cánh, xung quanh chong chóng) để đảm bảo độ chính xác. Các tiêu chí chất lượng lưới như độ nghiêng (skewness) và tỷ lệ co giãn (aspect ratio) cần được kiểm soát chặt chẽ. Cần xem xét đến thiết kế khí động học máy bay phun thuốc.

3.2. Lựa Chọn Mô Hình Dòng Chảy Rối Thích Hợp

Việc lựa chọn mô hình dòng chảy rối (turbulence model) phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả mô phỏng CFD. Các mô hình phổ biến bao gồm k-epsilon, k-omega SST, và Reynolds Stress Model (RSM). Mô hình k-omega SST thường được ưu tiên cho các bài toán có dòng chảy gần tường phức tạp. Việc lựa chọn mô hình phụ thuộc vào đặc điểm của dòng chảy và yêu cầu về độ chính xác. Cần hiểu rõ về khí động học cánh máy bay nông nghiệp để lựa chọn mô hình phù hợp.

3.3. Cài Đặt Điều Kiện Biên và Giải Bài Toán CFD

Điều kiện biên (boundary conditions) xác định các thông số dòng chảy tại các ranh giới của miền tính toán. Các loại điều kiện biên phổ biến bao gồm vận tốc đầu vào (velocity inlet), áp suất đầu ra (pressure outlet), và tường (wall). Quá trình giải bài toán sử dụng các thuật toán số để tìm ra nghiệm của các phương trình dòng chảy. Cần đảm bảo rằng bài toán hội tụ (converge) để đạt được kết quả chính xác. Xem xét phần mềm mô phỏng khí động học khác nhau để lựa chọn phần mềm phù hợp.

IV. Phân Tích Kết Quả Mô Phỏng Đánh Giá Hiệu Năng

Sau khi hoàn thành mô phỏng CFD, cần phân tích kết quả để đánh giá đặc tính khí động học máy bay phun thuốc. Các thông số quan trọng bao gồm lực nâng, lực cản, phân bố áp suất, và phân bố vận tốc. So sánh kết quả với dữ liệu thực nghiệm (nếu có) để kiểm chứng độ chính xác. Sử dụng kết quả để xác định các điểm yếu trong thiết kế và đề xuất các cải tiến. Đánh giá hiệu quả phun thuốc của máy bay cũng quan trọng.

4.1. Đánh Giá Lực Nâng và Lực Cản của Máy Bay

Lực nâng (lift) là lực tác dụng theo phương thẳng đứng, giúp máy bay bay lên. Lực cản (drag) là lực tác dụng ngược chiều chuyển động, làm giảm tốc độ của máy bay. Tỷ lệ giữa lực nâng và lực cản (L/D ratio) là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất khí động học. Một tỷ lệ L/D cao cho thấy máy bay có hiệu suất tốt. Cần tối ưu hóa hệ số cản máy bay phun thuốc và hệ số nâng máy bay phun thuốc.

4.2. Phân Tích Phân Bố Áp Suất và Vận Tốc

Phân bố áp suất và vận tốc cung cấp thông tin chi tiết về dòng chảy xung quanh máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp. Phân bố áp suất cho thấy các vùng có áp suất cao và thấp, giúp hiểu rõ về lực tác dụng lên bề mặt máy bay. Phân bố vận tốc cho thấy dòng chảy di chuyển như thế nào xung quanh máy bay. Phân tích các phân bố này giúp xác định các vùng có dòng chảy tách lớp hoặc xoáy, có thể gây ra lực cản tăng cao.

4.3. Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Bình Thuốc Đến Khí Động Học

Việc tích hợp bình thuốc vào thân máy bay có thể ảnh hưởng đến khí động học của máy bay. Cần đánh giá kỹ lưỡng ảnh hưởng này để đảm bảo rằng hiệu suất không bị giảm sút. Phân tích phân bố thuốc trừ sâu từ máy bay cũng rất quan trọng. So sánh kết quả với các thiết kế truyền thống để xác định ưu điểm của thiết kế tích hợp bình thuốc. Cần xem xét ổn định khí động học máy bay nông nghiệp.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Tối Ưu Hóa Thiết Kế Máy Bay

Kết quả mô phỏng CFD có thể được sử dụng để cải tiến thiết kế máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp. Các cải tiến có thể bao gồm thay đổi hình dạng thân máy bay, vị trí cánh, hoặc thiết kế chong chóng. Mục tiêu là tối ưu hóa hiệu suất khí động học và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Việc tối ưu hóa khí động học máy bay nông nghiệp là quá trình liên tục.

5.1. Đề Xuất Các Cải Tiến Thiết Kế Dựa Trên Kết Quả CFD

Dựa trên kết quả mô phỏng CFD, có thể đề xuất các cải tiến thiết kế để nâng cao hiệu suất khí động học. Ví dụ, nếu phân tích cho thấy có dòng chảy tách lớp trên cánh, có thể thay đổi hình dạng cánh để giảm thiểu hiện tượng này. Nếu phân tích cho thấy bình thuốc gây ra lực cản lớn, có thể thay đổi vị trí hoặc hình dạng bình thuốc để giảm thiểu ảnh hưởng này. Cần xem xét thiết kế cánh máy bay phun thuốc.

5.2. Kiểm Tra Đánh Giá Các Thiết Kế Đã Tối Ưu

Sau khi đề xuất các cải tiến thiết kế, cần tiến hành mô phỏng CFD để kiểm tra và đánh giá hiệu quả của các cải tiến này. So sánh kết quả với thiết kế ban đầu để xác định xem các cải tiến có thực sự mang lại lợi ích hay không. Lặp lại quá trình này cho đến khi đạt được thiết kế tối ưu. Cần xem xét khí động học cánh máy bay nông nghiệp.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Khí Động

Nghiên cứu về đánh giá đặc tính khí động học máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp là một lĩnh vực quan trọng, góp phần vào sự phát triển của nông nghiệp hiện đại. Việc sử dụng mô phỏng CFD cho phép đánh giá và tối ưu hóa thiết kế một cách hiệu quả. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Các nghiên cứu về máy bay không người lái phun thuốc ngày càng trở nên quan trọng.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Đạt Được

Nghiên cứu này đã trình bày các kết quả mô phỏng CFD về đặc tính khí động học của máy bay bình thuốc trừ sâu tích hợp. Các kết quả cho thấy việc tích hợp bình thuốc vào thân máy bay có thể mang lại một số lợi ích về khí động học. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Cần xem xét ứng dụng CFD trong nông nghiệp.

6.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể bao gồm: (1) Nghiên cứu về ảnh hưởng của gió đến khí động học của máy bay, (2) Nghiên cứu về ổn định khí động học của máy bay trong các điều kiện bay khác nhau, (3) Phát triển các phương pháp điều khiển tự động để nâng cao hiệu quả phun thuốc, (4) Sử dụng wind tunnel testing máy bay nông nghiệp để kiểm chứng kết quả mô phỏng CFD. Cần xem xét thiết kế khí động học máy bay phun thuốc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Một trong các máy bay không người lái được sử dụng phổ biến trên thị trường hiện nay để phun thuốc trừ sâu là quadcopter. Quadcopters hoạt động bằng cách sử dụng chong chóng, là thiết bị có thể biến chuyển động quay thành lực đẩy tuyến tính, theo thứ tự, tạo ra lực nâng theo hướng của trục quay. Chong chóng máy bay không người lái cung cấp lực nâng cho máy bay bằng cách quay và tạo ra luồng không khí thông qua sự chênh lệch áp suất giữa bề mặt trên và dưới của chong chóng [2]. Thiết kế hiện tại của chong chóng được sử dụng trong máy bay không người lái (UAV) sẽ được mô phỏng bằng công cụ Ansys Fluent và dữ liệu kết quả sẽ được sử dụng cho mục đích đánh giá đặc tính khí động.

Khi xét đến phần thân của máy bay, thông thường đối với máy bay UAV phun thuốc trừ sâu trên thị trường, bình thuốc sẽ được gắn dưới phần thân máy bay. Nhận thấy việc tích hợp bình thuốc vào thân của drone có thể mang lại ưu điểm về thiết kế hình học và lợi ích về đặc tính khí động, thiết kế drone với mô hình có bình thuốc trừ sâu tích hợp vào thân đã được đề xuất, từ đó xem xét, đánh giá đặc tính khí động của mô hình này. Cuối cùng, tác động của mô phỏng hình dạng của thiết kế mới này sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng về mặt khí động và những thay đổi, thay thế (nếu có) sẽ được đề xuất để tối ưu hóa hiệu suất khí động học của máy bay, nhằm mang lại lợi ích cao cho việc ứng dụng vào công việc phun thuốc trừ sâu của nền nông nghiệp trên thực tế.Các nghiên cứu liên quan Đề tài nghiên cứu của Konstantinos Christodoulou cùng 5 cộng sự của ông tập trung vào việc phân tích khí động học của 1 chong chóng máy bay không người lái loại 4 cánh (Quadcopter) bằng phương pháp CFD. Cụ thể là, một thiết kế chong chóng được mô phỏng cho máy bay quadcopter để nghiên cứu hiệu suất của nó theo các phương pháp mô hình hóa và các mô hình dòng rối khác nhau.

Mô hình độ nhớt xoáy tuyến tính SST k-ω, mô hình BSL-RSM và mô hình dòng rối đại số tường minh đã được sử dụng cho thí nghiệm này. Nghiên cứu cho thấy không có sự khác biệt đáng kể nào giữa kết quả mà 3 các mô hình dòng rối cung cấp liên quan đến đặc tính khí động học của chong chóng và sự phân bố áp suất xung quanh chong chóng [3].2 Dòng chuyển động của lưu chất đối với hệ quy chiếu quay (bên trái) và phân bố dòng rối (bên phải) [3] Một bài nghiên cứu khác về Mô hình khí động học của các phương tiện quadcopter loại nhỏ, Seokkwanyoon cùng 4 nhà nghiên cứu đã thực hiện một mô phỏng tính toán có độ chính xác cao để quan sát các tương tác khí động học giữa các chong chóng và thân của quadcopter đó. Phương pháp mô phỏng được sử dụng thông qua các phương trình Navier-Stoke không ổn định bằng các sơ đồ bậc cao, số Mach thấp và mô hình dòng rối hỗn hợp. Nghiên cứu chỉ ra rằng các kết quả tính toán cho thấy sự gắn kết cao giữa mô phỏng với dữ liệu thực nghiệm.

Ngoài ra, bài nghiên cứu còn so sánh giữa các chong chóng được gắn ở mặt trên so với thân và mặt dưới so với thân, cho thấy kết quả là chong chóng được gắn ở mặt dưới thân không tốt hơn chóng chóng được lắp ở mặt trên như thường lệ [4]. Tại Trường Đại học Vigo, Tây Ban Nha, C. Paz và các đồng nghiệp của ông đã thực hiện một nghiên cứu về đánh giá phương pháp mô phỏng CFD đối với máy bay UAV 4 chong chóng DJI Phantom 3. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá hiệu suất mô phỏng dòng chảy 3D thông qua 2 phương pháp: phương pháp Nhiều khung tham chiếu (MRF) và Lưới trượt.

Bên cạnh đó, tác giả cũng đánh giá ảnh hưởng của khoảng cásch drone đến mặt đất để xem xét độ cao bay của drone. Kết quả thu được cho thấy vị trí tương đối giữa cánh quạt và khung được chứng minh là yếu tố then chốt, bởi lẽ khi so sánh giữa 2 phương pháp trong trường hợp mô phỏng nguyên drone, tốc độ thay đổi lực 4 đẩy tương tự đã đạt được khi giảm thiểu sự chồng chất của chong chóng lên các cánh tay drone trong trường hợp mô phỏng bằng phương pháp MRF. Tuy nhiên, cường độ lực đẩy khác nhau ít nhất 11% giữa các vị trí mô phỏng bất kỳ. Mặc dù có độ lệch này, chi phí tính toán bằng MRF thấp hơn đáng kể, do đó phương pháp này trở thành một lựa chọn được ưa chuộng [5].

Quan tâm đến việc ứng dụng drone trong lĩnh vực nông nghiệp, một nghiên cứu nổi bật trong lĩnh vực máy bay UAV phun thuốc trừ sâu là nghiên cứu về động học và phân bố trường dòng chuyển động xuôi của máy bay không người lái sáu cánh quạt SLK-5, được thực hiện bởi Yang Fengbo và nhóm nghiên cứu. Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng trung bình RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) ở chế độ bay treo, với mô hình rối RNG k - ε và kỹ thuật lưới động. Một số kết luận thu được là: vận tốc hướng z chủ yếu nằm trong quy luật phân bố vận tốc của dòng khí xuôi dòng; giá trị vận tốc tối đa của dòng chuyển động xuôi gần 10 m/s; sai số tương đối nhỏ hơn 12% giữa kết quả vận tốc hướng z thu được từ thí nghiệm vận tốc gió và từ mô phỏng tại các điểm được đánh dấu; và chiều cao khuyến nghị cho UAV khi hoạt động là 0,6 m để tránh ảnh hưởng của cánh quạt khi phun thuốc [6].3 Phân bố trường vận tốc theo 3 hướng của mặt cắt YZ [6] 5 Để nghiên cứu ảnh hưởng của trường dòng chảy xuôi của UAV đến các hoạt động phun thực tế, Yongjun Zheng và các cộng sự đã xây dựng mô hình 3D của máy bay UAV nông nghiệp sáu chong chóng JF01-10. Qua quá trình mô phỏng và phân tích trường dòng xuôi ở các độ cao bay treo khác nhau, có thể kết luận rằng hiệu quả vận hành phụ thuộc rất nhiều vào độ cao bay treo và độ cao bay treo phù hợp cho máy bay không người lái JF01-10 được coi là 3 m trên thực tế [7].4 Kết quả tính trường dòng của UAV với các độ cao treo khác nhau: (a) 2 m, (b) 3 m, (c) 5 m, và (d) độ cao không giới hạn tương đối [7] Nghiên cứu của tác giả Haiyan Zhang và Yubin Lan cùng các nhà khoa học khác, mô phỏng trường dòng chuyển động xuôi của UAV bốn chong chóng P20 ở các tốc độ bay khác nhau, sử dụng Phương pháp Lattice Boltzmann (LBM) và mô hình độ nhớt xoáy cục bộ thích ứng với tường (WALE).

Kết quả thu được cho thấy vận tốc trung bình của dòng không khí dưới 1,6 m đủ cao để làm xáo trộn hầu hết tán cây và tăng cường tốc độ xâm nhập của thuốc trừ sâu vào cây trồng. Ngoài ra, trường dòng chuyển động xuôi bị ảnh hưởng đáng kể bởi tốc độ bay vì tốc độ máy bay càng tăng thì tốc độ xoáy càng tăng. Một mô phỏng khác về máy bay nông nghiệp cũng sử dụng phương pháp Lattice Boltzmann, liên quan đến việc điều khiển tốc độ quay của rotor nhằm điều chỉnh chế độ vận hành phun chính xác [8]. Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm tác giả của Kun Chang, sử dụng mô hình máy bay 4 chong chóng 410S và phần mềm Xflow để mô 6 phỏng trường dòng vận tốc rotor ở các tốc độ quay khác nhau; đồng thời sử dụng máy đo vận tốc hình ảnh hạt tốc độ cao (PIV) để thu thập và xác minh trạng thái chuyển động của giọt phun.

Kết quả mô phỏng số cho thấy vận tốc và độ xoáy cực đại của trường dòng dưới chong chóng tăng khi tốc độ quay chong chóng tăng. Tuy nhiên, khi thời gian tăng lên, nhiễu loạn được tạo ra và các giá trị tối đa của vận tốc cùng độ xoáy giảm xuống. Trong khi đó, kết quả thử nghiệm PIV cho thấy khi tốc độ chong chóng tăng lên, tổng góc phun và diện tích vùng tốc độ cao của khu vực phun bị co lại và giảm dần dưới tác động của vùng gió xuôi dòng, còn vùng tốc độ thấp ở diện tích phun dần dần mở rộng. Bên cạnh đó, thí nghiệm cũng chỉ ra rằng kết quả thử nghiệm PIV xác minh một cách hiệu quả độ tin cậy của kết quả mô phỏng số [9].Mục tiêu nghiên cứu Luận văn sử dụng 1 mô hình máy bay không người lái 4 chong chóng với bình thuốc trừ sâu tích hợp vào thân máy bay, đã được thiết kế và hiệu chỉnh bởi 1 nhóm nghiên cứu [10].

Mục tiêu của luận văn là sử dụng phương pháp mô phỏng số CFD để phân tích các đặc tính khí động của mô hình drone này trong các chế độ bay: chế độ bay treo (hovering), chế độ bay lấy độ cao (climbing), và chế độ bay tiến (forward flight) thông qua việc phân tích lực và phân bố áp suất, vận tốc với các tốc độ quay của chong chóng khác nhau. Tuy nhiên, đề tài chỉ giới hạn ở 1 số trường hợp mô phỏng cơ bản (không xem xét được hết các trường hợp bay ở điều kiện thực) như: mô phỏng bay treo, bay lấy độ cao không gia tốc, bay tiến với sự thay đổi góc nghiêng, nhằm mục đích bước đầu đánh giá về sự phù hợp của thiết kế khí động trong các chế độ bay.Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu lý thuyết về khí động lực học, lý thuyết về động lực học lưu chất (CFD) và nguyên lý hoạt đông của máy bay không người lái; 7 - Tham khảo các báo cáo, bài báo nghiên cứu khoa học về máy bay không người lái nông nghiệp được sử dụng với mục đích phun thuốc trừ sâu đã được công bố trong các hội nghị khoa học, các tạp chí khoa học trong và ngoài nước. Phương pháp mô phỏng Luận văn sử dụng phương pháp mô phỏng số Động lực học lưu chất (Computational Fluid Dynamics – CFD) với phương pháp Nhiều khung tham chiếu (Multiple Reference Frames – MRF), là một trong những phương pháp CFD phổ biến để mô hình hóa dòng lưu chất trong các hệ thống chuyển động quay.

Phần mềm được sử dụng là Ansys Fluent phiên bản 2022 R1, một gói phần mềm thương mại dựa trên Phương pháp Phần tử Hữu hạn (Finite Element Method - FEM) để phân tích các bài toán vật lý - cơ học, chuyển các phương trình vi phân và phương trình đạo hàm riêng từ dạng giải tích về dạng số.