Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỹ thuật ô tô hiện đại, khi phương tiện di chuyển với vận tốc tăng dần, tương tác giữa thân xe và không khí xung quanh trở thành yếu tố quyết định đến hiệu suất năng lượng, khả năng kiểm soát lái và độ an toàn vận hành. Theo số liệu thống kê thực nghiệm được nêu trong đồ án, năng lượng tiêu hao để khắc phục lực cản không khí chiếm khoảng 3% tổng mức tiêu thụ nhiên liệu khi xe vận hành trong khu vực đô thị, nhưng con số này tăng mạnh lên đến 11% khi xe di chuyển trên đường cao tốc. Đồng thời, ở các dải tốc độ cao (trên 112 km/h), sự xuất hiện của lực nâng khí động học làm giảm áp lực tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường, dẫn đến nguy cơ trượt lốp hoặc mất ổn định thân xe khi chuyển hướng hay phanh gấp.

Việc can thiệp thay đổi toàn bộ kết cấu hình học của thân xe nguyên bản đòi hỏi chi phí lớn và phức tạp trong quy trình sản xuất. Do đó, việc nghiên cứu lắp đặt các chi tiết khí động học phụ trợ bên ngoài như cánh đuôi (spoiler) là một giải pháp kỹ thuật tối ưu. Cánh đuôi giúp định hướng lại dòng chảy không khí ở phần đuôi xe, giảm thiểu vùng xoáy áp suất thấp và tạo ra lực ép xuống (downforce) cần thiết. Nhằm khảo sát chi tiết hiện tượng này mà không phải tốn kém chi phí chế tạo mô hình thực và thử nghiệm hầm gió đắt đỏ, đề tài "Nghiên cứu và mô phỏng ảnh hưởng của cánh đuôi ô tô (Spoiler) đến khí động lực học của ô tô bằng phần mềm Ansys Fluent 2024 R1" đã được thực hiện bởi nhóm tác giả Nguyễn Tấn Phát và Hồ Phi Duy, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Mạnh Cường tại Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khóa luận mã số SKL013103, bảo vệ tháng 06/2024).

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Tìm hiểu nguyên lý khí động học và ảnh hưởng của cánh đuôi ô tô (spoiler) đến các đặc tính động lực học của xe ô tô khi chuyển động.
  2. Xây dựng mô hình hình học 3D hoàn chỉnh và thiết lập mô phỏng số trên phần mềm Ansys Fluent 2024 R1 nhằm trích xuất các thông số khí động học (lực cản, lực nâng, hệ số cản $C_d$, hệ số nâng $C_l$, trường áp suất và vận tốc) để so sánh định lượng giữa mô hình xe có cánh đuôi và không có cánh đuôi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Trường dòng chảy khí động học bên ngoài bao quanh thân xe ô tô và tác động tương hỗ của kết cấu cánh đuôi ô tô.
  • Mô hình phương tiện khảo sát: Dòng xe thể thao thương mại Nissan 370Z đời 2021 với các kích thước hình học tiêu chuẩn: Chiều dài $\times$ Chiều rộng $\times$ Chiều cao tương ứng là $4250\text{ mm} \times 1861\text{ mm} \times 1315\text{ mm}$; Chiều dài cơ sở $L = 2700\text{ mm}$; Khoảng sáng gầm xe $120\text{ mm}$; Kích thước lốp trước 245/40R19, lốp sau 275/35R19, bán kính bánh xe $340\text{ mm}$.
  • Phạm vi khảo sát khí động học: Khảo sát trường dòng khí không nén bên ngoài trong không gian ba chiều, tập trung phân tích so sánh chi tiết tại vận tốc dòng tới $40\text{ m/s}$ (tương đương $144\text{ km/h}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tính toán

Nghiên cứu dựa trên các nguyên lý cơ bản của cơ học chất lưu và động lực học dòng chảy khí động:

  • Hệ phương trình Navier-Stokes: Cơ sở toán học mô tả chuyển động của môi trường liên tục đơn pha (chất khí). Trong bài toán khí động học ô tô với số Mach $Ma < 0,3$, dòng không khí xung quanh xe được xem là dòng chảy không chịu nén, tuân theo các định luật bảo toàn khối lượng (phương trình liên tục), bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng.
  • Lý thuyết lớp biên nhớt của Ludwig Prandtl (1904): Trường dòng chảy được phân tách thành hai miền rõ rệt: miền bên trong lớp biên nhớt sát bề mặt thân xe (nơi độ nhớt phân tử chiếm ưu thế, sinh ra lực cản ma sát bề mặt) và miền dòng chảy tự do bên ngoài lớp biên (nơi ảnh hưởng của ma sát nhớt có thể bỏ qua).
  • Hiện tượng phân tách dòng chảy (Flow Separation) và vùng xoáy áp suất thấp (Wake Region): Khi dòng khí đi qua phần mui và kính sau của xe, độ cong hình học và gradien áp suất ngược làm lớp biên bị tách khỏi bề mặt, tạo thành vùng xoáy cuộn có áp suất âm lớn phía sau đuôi xe. Vùng xoáy này tạo lực hút ngược chiều chuyển động, cấu thành lực cản áp suất ($F_{ca}$) - thành phần chiếm tỷ trọng chủ yếu trong tổng lực cản khí động.
  • Các thông số không thứ nguyên đặc trưng:
    • Số Reynolds ($Re$): Biểu thị tỷ số giữa lực quán tính và lực nhớt: $$Re = \frac{\rho \cdot u \cdot l}{\mu} = \frac{u \cdot l}{\nu}$$ (Phân loại dòng chảy: dòng chảy tầng khi $Re \le 2300$, dòng chảy quá độ khi $2300 < Re < 10^4$, và dòng chảy rối hoàn toàn khi $Re \ge 10^4$).
    • Số Mach ($Ma$): Tỷ số giữa vận tốc dòng chảy $v$ và vận tốc âm thanh $c$ trong môi trường không khí: $$Ma = \frac{v}{c} = \frac{v}{\sqrt{k \cdot R_s \cdot T}}$$
    • Hệ số lực cản ($C_d$) và hệ số lực nâng ($C_l$): $$F_\omega = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot C_d \cdot A \cdot v^2$$ $$F_n = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot C_l \cdot A \cdot v^2$$ Trong đó: $\rho$ là khối lượng riêng của không khí; $A$ là diện tích cản chính diện; $v$ là vận tốc tương đối giữa xe và dòng khí.

Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực hiện

Đồ án triển khai phương pháp nghiên cứu động lực học chất lưu tính toán (Computational Fluid Dynamics - CFD) theo quy trình mô phỏng tiêu chuẩn gồm các bước:

  1. Mô hình hóa hình học 3D: Dựng mô hình xe Nissan 370Z 2021 và mô hình cánh đuôi độc lập bằng phần mềm Dassault Systèmes Solidworks, sau đó xử lý hình học bề mặt trong module Ansys SpaceClaim.
  2. Xác lập miền tính toán (Domain Generation): Tạo không gian hầm ảo (Enclosure) bao quanh mô hình với kích thước đảm bảo không gây ảnh hưởng nhiễu phản xạ biên lên trường dòng chảy quanh xe.
  3. Phân chia lưới phần tử hữu hạn (Meshing): Tạo lưới bề mặt dạng tam giác (triangle mesh), bổ sung các lớp biên (boundary layer/inflation layers) tại bề mặt vỏ xe để bắt chính xác gradient vận tốc trong lớp biên, chuyển đổi từ lưới tam giác sang cấu trúc lưới đa diện/lục giác (Hexcore/Polyhedral mesh) để tối ưu hóa độ chính xác và giảm số lượng phần tử.
  4. Thiết lập điều kiện biên và giải số (CFD Solver Setup): Ứng dụng Ansys Fluent 2024 R1, lựa chọn mô hình độ nhớt/chảy rối phù hợp, khai báo thuộc tính không khí, thiết lập các điều kiện biên: Đầu vào dòng khí (Velocity Inlet), Đầu ra áp suất (Pressure Outlet), Mặt đường di chuyển (Moving Road Wall), Mặt đối xứng (Symmetry Plane), Vách bao quanh (Tunnel Wall), và Bề mặt xe (Car Wall).
  5. Giám sát hội tụ và phân tích kết quả: Sử dụng công cụ Residual Monitor giám sát mức độ hội tụ sai số liên tục và động lượng; trích xuất các đồ thị hội tụ lực cản, lực nâng, biểu đồ phân bố áp suất tổng cộng và vector vận tốc dòng khí.

Thiết kế và quy trình mô phỏng kỹ thuật

Bước thực hiện Công cụ / Module Thông số kỹ thuật & Chi tiết thiết lập
Dựng hình học 3D Solidworks & Ansys SpaceClaim Mô hình Nissan 370Z 2021 ($4250 \times 1861 \times 1315\text{ mm}$), bán kính bánh $340\text{ mm}$; Thiết kế cánh đuôi (Spoiler) thể thao với đầy đủ hình chiếu đứng, bằng, cạnh và lắp ghép vào vị trí nắp cốp sau.
Tạo miền tính toán Công cụ Enclosure Bao bọc thân xe trong khối thể tích hình hộp hầm gió ảo; gán tên các mặt: Inlet (mặt trước), Outlet (mặt sau), Road wall (mặt đáy), Tunnel wall (hai bên và mặt đỉnh), Symmetry (mặt phẳng đối xứng dọc thân xe), Car wall (bề mặt tiếp xúc xe).
Tạo lưới (Meshing) Ansys Fluent Meshing Thiết lập kích thước cục bộ (Local Sizing); chia lưới bề mặt tam giác; thêm các lớp ranh giới (Boundary Layers); chuyển đổi cấu trúc mạng lưới sang lục giác (Hexcore); tối ưu kích thước Cell và kiểm tra chất lượng phần tử.
Thiết lập vật lý & Biên Ansys Fluent Setup Khai báo môi trường lưu chất không khí (Air: $\rho$, $\mu$); thiết lập mô hình dòng nhớt (Viscous Model); vận tốc đầu vào Inlet ($40\text{ m/s}$); áp suất tĩnh đầu ra Outlet ($0\text{ Pa}$ gauge); điều kiện không trượt tại Car wall.
Điều khiển lời giải Solution Controls & Monitors Khởi tạo phương thức giải (Initialization Method); cài đặt bước giải số và tiêu chuẩn hội tụ (Residual Monitor); tạo Report Definitions để tự động tính toán $F_\omega$, $F_n$, $C_d$, $C_l$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan

Chương này phân tích bối cảnh phát triển của ngành công nghiệp ô tô, nhấn mạnh mối tương quan giữa tốc độ, mức độ an toàn và hiệu quả sử dụng năng lượng. Tác giả trình bày các số liệu thực tế về mức độ cản không khí làm tiêu hao 3% nhiên liệu ở vận tốc đô thị và 11% ở vận tốc cao tốc. Trên cơ sở đó, chương làm rõ tính cấp thiết của việc nghiên cứu phụ kiện cánh đuôi ô tô (spoiler), xác định mục tiêu nghiên cứu, phương pháp tiếp cận tài liệu giáo trình chuyên ngành và bố cục tổng thể gồm 5 chương của đồ án tốt nghiệp.

Chương II: Cơ sở lý thuyết

Chương II hệ thống hóa toàn diện các lý thuyết nền tảng phục vụ cho đề tài:

  • Tổng quan về CFD và phần mềm Ansys Fluent: Lịch sử phát triển CFD từ công trình của Lewis Fry Richardson (1922) đến các mô phỏng 3D hàng không vũ trụ thập niên 1960 của NASA và Boeing; quy trình mô phỏng cơ bản và quy trình kiểm tra (Verification - triệt tiêu sai số toán học) và kiểm nghiệm (Validation - đối chiếu dữ liệu thực tế hầm gió/thực địa theo chuẩn Los Alamos). Lịch sử phần mềm Ansys Fluent từ SASI (1970) của TS. John A. Swanson đến ANSYS Inc.
  • Khí động học ô tô: Lịch sử khí động học từ George Cayley (những năm 1800); phân định khí động học bên trong và bên ngoài; phân tích chi tiết cơ chế hình thành lớp biên nhớt theo Ludwig Prandtl (1904), hiện tượng phân tách dòng chảy và các vùng xoáy áp suất thấp gây lực kéo ma sát và chênh áp.
  • Các tiêu chuẩn toán học khí động: Định nghĩa, công thức toán và ý nghĩa vật lý của số Reynolds ($Re$), số Mach ($Ma$), lực nâng ($F_n$), lực cản ($F_\omega$), hệ số cản ($C_d$) và hệ số nâng ($C_l$).
  • Động lực học tổng quát trên ô tô: Thiết lập hệ phương trình cân bằng lực và mômen tác dụng lên ô tô khi chuyển động có gia tốc và vượt dốc (lực kéo tiếp tuyến $F_k$, lực cản lăn $F_f$, phản lực pháp tuyến $Z$, mômen quán tính bánh xe $M_j$, lực cản dốc $F_i$, lực cản quán tính $F_j$, lực nâng khí động học $F_N$, lực cản khí động học $F_\omega$).
  • Cánh đuôi ô tô (Spoiler): Phân tích 6 công dụng then chốt: (1) Duy trì lực kéo và tăng độ bám đường ở tốc độ cao $> 112\text{ km/h}$; (2) Tăng hiệu suất phanh khi phanh khẩn cấp; (3) Cải thiện tầm nhìn an toàn nhờ tích hợp đèn cảnh báo; (4) Tiết kiệm nhiên liệu thông qua việc định hình dòng khí; (5) Giữ ổn định thân xe chống trượt lật khi vào cua; (6) Nâng cao tính thẩm mỹ. Tổng hợp 4 nhóm vật liệu chế tạo spoiler phổ biến: Nhựa ABS, sợi thủy tinh (fiberglass), silicone và sợi carbon (carbon fiber).

Chương III: Mô phỏng

Chương III trình bày chi tiết toàn bộ các bước thiết lập kỹ thuật mô phỏng trên phần mềm Ansys Fluent 2024 R1 cho hai trường hợp: mô hình ô tô nguyên bản không cánh đuôi và mô hình ô tô có lắp cánh đuôi. Tác giả cung cấp kích thước thông số hình học của dòng xe Nissan 370Z 2021, quy trình tạo miền Enclosure trong SpaceClaim, các bước tạo lưới từ Surface mesh tam giác, Boundary layer cho đến Hexcore volume mesh trong Fluent Meshing. Tiếp theo là các bước cấu hình điều kiện biên (Inlet, Outlet, Road wall, Tunnel wall, Car wall, Symmetry), thiết lập mô hình Viscous, Solution Controls, khai báo Residual Monitor và các thủ tục chuẩn bị trước khi kích hoạt bộ giải lặp.

Chương IV: Kết quả và phân tích kết quả

Chương IV trình bày và phân tích các dữ liệu số trích xuất từ Ansys Fluent sau khi mô phỏng đạt độ hội tụ:

  • Khảo sát sự hội tụ sai số lưu lượng đầu vào/đầu ra và các giá trị thặng dư (Residuals).
  • Trích xuất đồ thị diễn biến và giá trị số học của lực cản ($F_\omega$), hệ số cản ($C_d$), lực nâng ($F_n$), hệ số nâng ($C_l$) đối với mô hình không cánh đuôi và có cánh đuôi.
  • Phân tích trường vận tốc gió, phân bố áp suất tổng cộng trên bề mặt thân xe, vector vận tốc luồng khí bao quanh xe.
  • So sánh định lượng và trực quan hóa tại vận tốc $40\text{ m/s}$: phân tích cấu trúc vùng xoáy áp suất thấp sau kính lưng và đuôi xe, đánh giá sự thay đổi mức chênh lệch áp suất giữa mặt trên và mặt dưới gầm xe khi có sự hiện diện của cánh đuôi spoiler.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

Thông qua quá trình giải số trên Ansys Fluent 2024 R1 ở vận tốc dòng khí $40\text{ m/s}$ ($144\text{ km/h}$), đồ án đã xác lập các kết quả so sánh định tính và định lượng giữa hai mô hình:

Tiêu chí khí động học Mô hình xe không cánh đuôi Mô hình xe có cánh đuôi (Spoiler) Đánh giá tác động kỹ thuật
Vùng xoáy áp suất thấp sau xe Vùng xoáy rộng, hình thành ngay sau kính lưng kéo dài về phía đuôi Vùng xoáy bị nâng cao và thu hẹp khoảng cách tiếp xúc với bề mặt đuôi xe Giảm thiểu lực hút chân không ngược chiều di chuyển
Lực cản không khí ($F_\omega$) & $C_d$ Giá trị lực cản và hệ số cản $C_d$ cao do diện tích phân tách dòng lớn Lực cản và hệ số $C_d$ được tối ưu hóa nhờ định hướng lại dòng khí sau mui Giảm công cản chuyển động, nâng cao hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu
Lực nâng khí động học ($F_n$) & $C_l$ Lực nâng dương lớn ($F_n > 0$), làm giảm tải trọng đè lên cầu sau Triệt tiêu lực nâng, chuyển hóa thành lực ép xuống mặt đường ($Downforce$) Tăng độ bám đường, tăng tính ổn định khi chạy tốc độ cao và phanh gấp
Chênh lệch áp suất trên/dưới Áp suất mặt trên đuôi xe thấp hơn rõ rệt so với mặt đáy gầm xe Áp suất mặt trên cánh đuôi tăng lên, cân bằng áp suất tổng thể Ngăn ngừa hiện tượng trượt đuôi xe hoặc lật xe khi vào cua ở tốc độ cao

Đề xuất và giải pháp của tác giả

  • Khuyến nghị ứng dụng cánh đuôi khí động học có biên dạng và góc nghiêng được tính toán tối ưu cho các dòng xe du lịch và xe thể thao nhằm đảm bảo cả hai mục tiêu: giảm lực cản không khí và gia tăng lực ép xuống mặt đường.
  • Đề xuất lựa chọn vật liệu chế tạo phù hợp với từng phân khúc xe: Nhựa dẻo ABS hoặc sợi thủy tinh cho các dòng xe phổ thông nhằm tối ưu chi phí; sợi carbon cho các dòng xe thể thao và hiệu năng cao để giảm trọng lượng tự thân và chịu tải trọng uốn do áp lực khí động học ở tốc độ cao.

Đóng góp của đề tài

  • Xây dựng hoàn chỉnh quy trình mô phỏng CFD chuẩn hóa trên phiên bản Ansys Fluent 2024 R1, từ khâu xử lý mô hình CAD, chia lưới đa diện Hexcore kèm lớp biên, đến thiết lập điều kiện biên khí động học ô tô.
  • Cung cấp cơ sở dữ liệu số và hình ảnh mô phỏng trực quan về trường áp suất, phân bố vận tốc và cơ chế kiểm soát dòng xoáy của cánh đuôi, làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu mô phỏng khí động học thực nghiệm tiếp theo.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Mô hình khảo sát chỉ tập trung trên một kiểu dáng thân xe duy nhất (Nissan 370Z 2021) với một biên dạng cánh đuôi cố định, chưa khảo sát các góc nghiêng (Angle of Attack) khác nhau của cánh đuôi.
    • Phân tích so sánh chuyên sâu được thực hiện chủ yếu tại một điểm vận tốc dòng tới cố định ($40\text{ m/s}$), chưa quét toàn bộ dải tốc độ từ thấp đến cao ($0 - 60\text{ m/s}$).
    • Bài toán dừng lại ở mức độ mô phỏng số học (CFD), chưa có điều kiện đối chiếu kiểm nghiệm thực tế (Validation) trong hầm gió thử nghiệm quy mô thực hoặc xe thử nghiệm đường trường.
  • Hướng phát triển:
    • Mở rộng khảo sát biến thiên góc đặt và hình học cánh đuôi chủ động (Active Spoiler) để tìm điểm tối ưu tương quan giữa $C_d$ và $C_l$.
    • Khảo sát thêm ảnh hưởng của gió ngang (Crosswind) và tương tác khí động học với các chi tiết phụ trợ khác như bộ khuếch tán gầm sau (Diffuser) và cánh chia gió trước (Front Splitter).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo giá trị cho các đối tượng và phạm vi học thuật sau:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực: Tham khảo phương pháp xây dựng bài toán động lực học chất lưu, quy trình làm việc với phần mềm Ansys SpaceClaim và Fluent Meshing 2024 R1.
  • Kỹ sư và học viên nghiên cứu về khí động học phương tiện: Ứng dụng kỹ thuật chia lưới lớp biên (Boundary layer), kỹ thuật chuyển đổi mạng lưới sang lục giác Hexcore, và phương pháp trích xuất hệ số cản ($C_d$), hệ số nâng ($C_l$) trong thiết kế tối ưu hóa thân vỏ xe.
  • Các nghiên cứu về phụ kiện khí động học: Cung cấp tài liệu tham khảo về cơ sở lý thuyết lớp biên, cơ chế hình thành vùng xoáy áp suất thấp và lựa chọn vật liệu chế tạo cánh đuôi ô tô (ABS, sợi thủy tinh, sợi carbon, silicone).

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án sử dụng mô hình xe ô tô cụ thể nào để tiến hành khảo sát và kích thước hình học chuẩn của xe là bao nhiêu?
Nghiên cứu sử dụng mô hình xe thể thao Nissan 370Z đời 2021. Kích thước hình học tiêu chuẩn của mô hình gồm: Chiều dài $4250\text{ mm}$, Chiều rộng $1861\text{ mm}$, Chiều cao $1315\text{ mm}$; Chiều dài cơ sở $L = 2700\text{ mm}$; Khoảng sáng gầm xe $120\text{ mm}$; Sử dụng lốp trước 245/40R19, lốp sau 275/35R19 với bán kính bánh xe là $340\text{ mm}$.

2. Theo số liệu trong đồ án, lực cản không khí tiêu tốn bao nhiêu phần trăm nhiên liệu của ô tô khi chạy trên đô thị so với đường cao tốc?
Hình dạng thân xe phải tiêu hao khoảng 3% tổng lượng nhiên liệu để thắng lực cản không khí khi di chuyển trong khu vực đô thị, nhưng mức tiêu hao này tăng vọt lên đến 11% khi xe chạy ở tốc độ cao trên đường cao tốc.

3. Tại sao tác giả phải thực hiện chia các lớp ranh giới (Boundary Layers) và chuyển đổi từ lưới tam giác sang lục giác trong Fluent Meshing?
Việc tạo các lớp ranh giới (Boundary layers) là bắt buộc để chụp chính xác sự biến thiên vận tốc trong lớp biên nhớt sát bề mặt thân xe theo lý thuyết của Prandtl, nơi phát sinh lực cản ma sát. Việc chuyển từ lưới tam giác sang cấu trúc lưới lục giác (Hexcore) giúp cải thiện chất lượng mạng lưới, nâng cao độ chính xác của thuật toán giải số và tối ưu hóa thời gian tính toán của máy tính.

4. Ở vận tốc $40\text{ m/s}$, cánh đuôi ô tô (spoiler) mang lại sự thay đổi khí động học cụ thể nào so với xe không có cánh đuôi?
Ở vận tốc $40\text{ m/s}$ ($144\text{ km/h}$), cánh đuôi giúp làm giảm diện tích vùng xoáy áp suất thấp sau đuôi xe, giảm lực cản không khí ($F_\omega$) và hệ số cản ($C_d$). Đồng thời, cánh đuôi tạo ra áp suất nén mặt trên, triệt tiêu lực nâng dương ($F_n$) và chuyển thành lực ép xuống ($downforce$), giúp bánh sau bám đường tốt hơn và duy trì sự ổn định cho xe.

5. Những loại vật liệu nào được tác giả tổng hợp trong đồ án để chế tạo cánh đuôi ô tô?
Tác giả nêu 4 loại vật liệu chính gồm: Nhựa dẻo ABS (độ cứng cao, chịu va đập tốt), Sợi thủy tinh (trọng lượng nhẹ, chịu áp lực lớn), Silicone (độ bền cơ học và chịu nhiệt cao), và Sợi Carbon (vật liệu siêu bền nhẹ, chịu lực và nhiệt vượt trội dùng cho xe cao cấp và xe đua).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Tấn Phát và Hồ Phi Duy đã hoàn thành việc nghiên cứu lý thuyết khí động học ô tô và ứng dụng phần mềm Ansys Fluent 2024 R1 để mô phỏng dòng chảy quanh xe Nissan 370Z 2021. Kết quả mô phỏng định lượng đã chứng minh cánh đuôi ô tô (spoiler) có vai trò then chốt trong việc thu hẹp vùng xoáy áp suất thấp sau xe, giảm hệ số cản không khí $C_d$ và triệt tiêu lực nâng $F_n$ thành lực ép bám đường ở tốc độ cao. Công trình cung cấp quy trình mô phỏng CFD hoàn chỉnh và dữ liệu tham khảo khoa học có giá trị ứng dụng thực tiễn cho lĩnh vực thiết kế và tối ưu hóa khí động lực học ô tô.