Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển giao thông vận tải và hệ thống hạ tầng đường cao tốc tại Việt Nam, nhu cầu vận hành phương tiện ở dải tốc độ cao ngày càng gia tăng. Nhằm định hướng ngành công nghiệp giao thông, Chính phủ đã ban hành hai văn bản chiến lược: "Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến 2030" và "Chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035", đặt trọng tâm vào việc nâng cao tỷ lệ nội địa hóa và năng lực tự chủ công nghệ của dòng xe du lịch. Dù các doanh nghiệp trong nước (tiêu biểu như THACO, VinFast, TC Motor) đã đạt được những bước tiến nhất định về sản lượng, phần lớn quy trình sản xuất vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu linh kiện dạng CKD/CBU; các khâu thực hiện nội địa chủ yếu dừng lại ở dập, hàn khung vỏ, sơn và lắp ráp nội thất với chất lượng còn hạn chế. Công tác nghiên cứu thiết kế, làm chủ công nghệ cốt lõi và tối ưu hóa kết cấu hình học thân vỏ nhằm cải thiện tính kinh tế nhiên liệu cũng như độ an toàn chuyển động chưa nhận được sự đầu tư tương xứng.

Để giải quyết vấn đề thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Ôtô của sinh viên Trần Trung Anh (Trường Đại học Lâm nghiệp, 2020, người hướng dẫn: TS. Trần Công Chi) đã triển khai đề tài: "Nghiên cứu đặc tính khí động học vỏ xe bằng phần mềm Solidworks Flow Simulation".

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Phân tích, đánh giá đặc tính khí động lực học (trường áp suất, trường vận tốc, dòng xoáy cục bộ và lực cản không khí) tác động lên thân vỏ xe ô tô con khi chuyển động.
  2. Thông qua các kết quả tính toán mô phỏng số, đánh giá ảnh hưởng của các thông số hình học (góc nghiêng kính chắn gió phía trước và phía sau) tới hệ số cản không khí $C_d$.
  3. Đề xuất giải pháp thay đổi hình dáng kết cấu vỏ xe nhằm giảm thiểu lực cản khí động, nâng cao hiệu quả kinh tế tiêu hao nhiên liệu và vận tốc di chuyển của phương tiện.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thân vỏ xe ô tô con du lịch, lấy mô hình hình học nguyên bản từ mẫu xe thương mại Suzuki Vitara làm xe cơ sở khảo sát.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Về không gian: Không gian bao quanh vỏ xe trong miền tính toán 3D kích thước $20\text{ m} \times 5\text{ m} \times 6\text{ m}$.
    • Về động học chất lưu: Khảo sát dòng khí dưới âm chuyển động tịnh tiến ổn định với vận tốc $V = 60\text{ m/s}$ ($216\text{ km/h}$), giả định số Mach $M < 0{,}3$ (không khí là chất khí không chịu nén), môi trường đẳng nhiệt, bề mặt vỏ xe tuyệt đối cứng và trơn nhẵn, gầm xe được bọc phẳng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết khí động lực học và mô hình toán học

Khóa luận xây dựng bài toán dựa trên hệ phương trình cơ bản của cơ học chất lưu cho dòng chảy dừng, không nén ($M < 0{,}3$):

  • Phương trình bảo toàn khối lượng (phương trình liên tục): $$\text{div},\vec{u} = \partial_i u_i = 0$$
  • Phương trình bảo toàn động lượng Navier-Stokes: $$\frac{d\vec{u}}{dt} = \vec{F} - \frac{1}{\rho} \text{grad},p + \nu \Delta \vec{u}$$ Khi bỏ qua lực khối $\vec{F}$ (do khối lượng riêng chất khí nhỏ), phương trình được viết dưới dạng ứng suất: $$\partial_t u_i + u_j \partial_j u_i = -\frac{1}{\rho}\partial_i p + \frac{1}{\rho}\partial_j \tau_{ij}$$

Để xử lý bài toán dòng chảy rối quanh vật thể phức tạp, tác giả áp dụng phương pháp trung bình hóa thời gian Reynolds (RANS - Reynolds Averaged Navier-Stokes): $$\partial_i \bar{u}_i = 0$$ $$\partial_t \bar{u}_i + \bar{u}_j \partial_j \bar{u}i = -\frac{1}{\rho}\partial_i \bar{p} + \frac{1}{\rho}\partial_j \left( \bar{\tau}{ij} - \rho \overline{u'_i u'j} \right)$$ Trong đó $\tau{ij}^t = -\rho \overline{u'_i u'_j} = \mu_t \partial_j \bar{u}_i$ là ten-sơ ứng suất dòng rối.

Tác giả đã tổng hợp và so sánh 4 cấp độ mô hình rối để lựa chọn phương án tính toán tối ưu:

Loại mô hình Đại diện tiêu biểu Số phương trình bổ sung Đặc điểm và khả năng áp dụng
0 phương trình Mô hình Prandtl 0 Giả định dòng rối đẳng hướng đơn giản; không phản ánh được xoáy phức tạp quanh xe, không sử dụng cho ô tô.
1 phương trình Prandtl-Kolmogorov 1 (Động năng $k$) Chưa phản ánh đầy đủ tương tác giữa các vùng xoáy quy mô lớn sau đuôi xe, độ chính xác còn hạn chế.
2 phương trình $k-\varepsilon$ tiêu chuẩn
$k-\omega$		 2 ($k$ và $\varepsilon$ hoặc $\omega$) Mô hình được chọn trong nghiên cứu. Mô tả tương đối hoàn thiện quá trình vận chuyển năng lượng $k$ và tổn hao ma sát $\varepsilon$. Độ nhớt rối: $\mu_t = C_\mu \rho \frac{k^2}{\varepsilon}$.
Mô hình ứng suất Reynolds (RSM) Reynolds Stress Model 7 (6 cho $\tau_{ij}^t$, 1 cho $\varepsilon$) Độ chính xác cao nhất nhưng đòi hỏi tài nguyên tính toán và cấu hình máy tính vượt quá điều kiện thực nghiệm hiện có.

Lực cản khí động chính diện được xác định theo phương trình: $$F_d = \frac{1}{2} \rho V^2 C_d A$$ Trong đó: $\rho = 1{,}205\text{ kg/m}^3$ (khối lượng riêng không khí), $V = 60\text{ m/s}$, $A$ là diện tích cản chính diện ($\text{m}^2$), $C_d$ là hệ số cản chính diện không thứ nguyên.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ mô phỏng số

Nghiên cứu kết hợp lý thuyết khí động học giải tích với phương pháp tính toán động lực học chất lưu (CFD - Computational Fluid Dynamics) thông qua bộ phần mềm:

  • SolidWorks CAD: Sử dụng công cụ Sketch Picture nhập dữ liệu 3 hình chiếu (đứng, bằng, cạnh) để tạo hình khối 3D bề mặt thân vỏ xe tham khảo Suzuki Vitara.
  • Module SolidWorks Flow Simulation (SFS): Thiết lập miền tính toán (Computational Domain), chia lưới tự động thích nghi dạng tinh mịn (Create Mesh Fine), thiết lập các điều kiện biên và xử lý hậu kỳ (post-processing).

Dữ liệu đầu vào và điều kiện biên

  • Thông số hình học xe tham khảo Suzuki Vitara: Khoảng sáng gầm xe $185\text{ mm}$, cùng các thông số chiều dài toàn bộ $L$, chiều rộng $W$, chiều cao $H$, chiều dài cơ sở, chiều rộng cơ sở trước/sau và bán kính quay vòng tối thiểu theo tiêu chuẩn nhà sản xuất.
  • Kích thước miền tính toán: Hình hộp chữ nhật $20\text{ m} \times 5\text{ m} \times 6\text{ m}$ (đảm bảo chiều dài trước xe $\ge 2H$, sau xe $\ge 10H$, chiều rộng $\ge 10W$, chiều cao $\ge 5H$).
  • Điều kiện biên:
    • Biên đầu vào (Inlet): Vận tốc dòng khí ổn định $V_\infty = 60\text{ m/s}$ theo phương trục dọc $X$.
    • Biên đầu ra (Outlet): Áp suất tĩnh bằng áp suất khí quyển tiêu chuẩn ($P = 101.325\text{ Pa}$).
    • Biên bề mặt vỏ xe và mặt đáy: Điều kiện không trượt (no-slip condition), vận tốc tương đối $u = 0\text{ m/s}$.
    • Thuộc tính chất lưu: Độ nhớt động học $\nu = 1{,}7894 \times 10^{-5}\text{ m}^2/\text{s}$, khối lượng riêng $\rho = 1{,}205\text{ kg/m}^3$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương này phác thảo toàn diện lịch sử phát triển ngành công nghiệp ô tô thế giới và thực trạng tại Việt Nam, đồng thời điểm luận các công trình nghiên cứu khí động lực học chuyên ngành:

  • Lịch sử và bối cảnh ngành ô tô: Khái quát từ mốc phát minh xe động cơ xăng của Carl Benz (1885-1886), sản xuất thương mại (1894), Henry Ford áp dụng dây chuyền lắp ráp hàng loạt tại Mỹ (1910), sự ra đời của dòng xe Takkuri tại Nhật Bản (1907), đến các biến động thị trường năm 2019 (sự sụt giảm doanh số tại Trung Quốc, Mỹ, châu Âu). Tại Việt Nam, phân tích thị phần của các doanh nghiệp dẫn đầu như THACO (Mazda, Kia), Toyota, VinFast và TC Motor.
  • Khảo cứu các công trình CFD trong và ngoài nước:
Tác giả / Nghiên cứu Phương pháp / Công cụ Đối tượng nghiên cứu Kết quả / Trọng tâm
Petkar và cs. ANSYS Fluent (CFD) Xe đua chuyên dụng Đề xuất giải pháp giảm lực cản không khí.
Manan Desai (2008), Levin (2012) CFD mô phỏng RANS Xe du lịch Tối ưu góc nghiêng đuôi xe và bán kính lượn góc.
Tô Hoàng Tùng (2016) ANSYS Fluent (RANS) Xe khách cỡ lớn sản xuất tại VN Phân tích dòng khí không nén qua thân vỏ lớn.
Lã Trung Sơn (2016) Mô phỏng số CFD Đoàn xe chở container Đánh giá ảnh hưởng của hình dáng đầu và thùng xe.
Đặng Tiến Phúc và cs. (2018) RANS - Realizable $k-\varepsilon$ Xe buýt lắp ráp tại Việt Nam Khảo sát trường vận tốc và áp suất quanh thân xe.
Nguyễn Anh Ngọc và cs. (2019) ANSYS CFD Xe ô tô điện HaUI-EV2 Đề xuất cải tiến kết cấu đầu xe để giảm $C_d$.
  • Các giải pháp khí động học kinh điển được tổng kết:
    • Cánh đuôi (Rear Spoiler): Phát triển từ thập niên 1960 bởi Ferrari, hướng luồng khí mui xe thoát thẳng, triệt tiêu lực nâng và tạo lực nén (có thể đạt tới $100\text{ kg}$).
    • Cánh gầm và tấm chắn gió ngang (Front & Side Skirts): Ngăn luồng khí đi vào gầm xe, giảm tổn hao do ma sát với các cụm chi tiết máy gồ ghề (động cơ, hộp số, trục truyền động).
    • Gầm xe trơn nhẵn: Làm phẳng bề mặt đáy để hạn chế dòng xoáy và giảm lực nâng theo nguyên lý Bernoulli.

Chương 2: Xây dựng mô hình mô phỏng khí động lực học

Nội dung chương tập trung vào hệ thống hóa cơ sở toán học của dòng chất lưu và phương pháp luận thiết lập bài toán trong môi trường phần mềm máy tính:

  • Toán tử và ký hiệu quy ước: Hệ thống hóa các toán tử Gradient ($\nabla p$), Divergence ($\text{div},\vec{u}$), Laplace ($\Delta = \nabla^2$), đạo hàm toàn phần ($d/dt$) và ký hiệu chỉ số Einstein phục vụ khai triển hệ phương trình Navier-Stokes và RANS.
  • Phân tích mô hình dòng rối: Chứng minh tính phù hợp của mô hình 2 phương trình $k-\varepsilon$ tiêu chuẩn đối với bài toán dòng khí quanh ô tô; chỉ ra hạn chế của mô hình 0 phương trình và 1 phương trình khi không thể xử lý trường xoáy tách dòng quy mô lớn.
  • Đặc tính kỹ thuật phần mềm SolidWorks và Module Flow Simulation:
    • Chức năng CAD: Thiết kế tham số (Parametric), quản lý lịch sử FeatureManager design tree, vẽ phác thảo đa mặt chiếu và tạo mô hình lắp ráp (Assembly).
    • Chức năng CAE (Cosmos/Flow Simulation): Tích hợp giải thuật thể tích hữu hạn, hỗ trợ phân tích dòng chảy trong/ngoài, truyền nhiệt liên hợp, dòng nén/không nén, chất lưu phi Newton, mô phỏng kịch bản so sánh "What-If".
  • Quy chuẩn miền không gian tính toán: Thiết lập không gian hình hộp chữ nhật giới hạn với các tỷ lệ tối thiểu nhằm triệt tiêu hiện tượng dòng chảy ngược (reversed flow) tại cửa vào (inlet) và cửa ra (outlet), đảm bảo đường dòng đạt trạng thái chảy tầng ổn định ở vùng biên xa.

Chương 3: Nghiên cứu khí động học vỏ ô tô bằng phần mềm SolidWorks Flow Simulation

Chương 3 trình bày toàn bộ quy trình thực nghiệm mô phỏng trên máy tính và phân tích dữ liệu chuyên sâu:

  • Xây dựng mô hình 3D xe khảo sát: Sử dụng hình chiếu 3 chiều của Suzuki Vitara để dựng khối bề mặt trơn láng, loại bỏ các chi tiết gồ ghề cục bộ (gương chiếu hậu ngoài, hốc bánh xe sâu, tay nắm cửa) nhằm đảm bảo tính hội tụ của lưới chia.
  • Phân tích trường khí động học trên xe cơ sở ($V = 60\text{ m/s}$):
    • Trường áp suất: Áp suất đạt cực đại tại phần chính diện đầu xe (mặt ca-lăng và cản trước) do hình thành điểm đình trệ (stagnation point - nơi vận tốc dòng khí giảm về $0\text{ m/s}$). Vùng áp suất thấp xuất hiện tại mép cong nắp ca-pô, đỉnh kính chắn gió và đặc biệt là vùng hoàn lưu xoáy áp suất âm kéo dài phía sau đuôi xe. Sự chênh lệch áp suất lớn giữa mặt trước và mặt sau là thành phần chủ yếu tạo nên lực cản áp suất ($F_{ca}$).
    • Trường vận tốc: Dòng khí bị tách đôi tại điểm đình trệ ở mũi xe: một phần tràn xuống gầm phẳng, một phần tăng tốc dọc theo nắp ca-pô và mui xe. Vùng sau đuôi xe xuất hiện xoáy rối quy mô lớn với vận tốc dòng khí suy giảm và đảo chiều, gây tổn hao cơ năng nghiêm trọng.
  • Khảo sát ảnh hưởng của thông số kết cấu hình học:
    • Ảnh hưởng của góc nghiêng kính chắn gió phía trước ($\alpha$): Khảo sát dải góc nghiêng (điển hình tại $\alpha = 30^\circ, 45^\circ...$) khi cố định góc kính sau $\beta = 45^\circ$. Kết quả chỉ ra khi góc $\alpha$ tăng (kính đứng hơn), diện tích cản và điểm tách dòng mở rộng, làm gia tăng hệ số cản $C_d$.
    • Ảnh hưởng của góc nghiêng kính sau ($\beta$): Khảo sát dải góc nghiêng (điển hình tại $\beta = 40^\circ, 55^\circ...$) khi cố định góc kính trước $\alpha = 30^\circ$. Góc dốc kính sau chi phối trực tiếp kích thước vùng xoáy hạ áp đuôi xe.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

  1. Xác lập phân bố trường áp suất và vận tốc: Đã mô phỏng định lượng trực quan trường áp suất và vận tốc dòng khí bao quanh mô hình xe du lịch Suzuki Vitara ở vận tốc $60\text{ m/s}$. Làm rõ cơ chế sinh lực cản chính diện chủ yếu xuất phát từ lực cản chênh áp ($F_{ca}$) giữa điểm đình trệ đầu xe và vùng hạ áp sau đuôi xe, trong khi lực cản ma sát ($F_{ms}$) chiếm tỷ trọng nhỏ hơn.
  2. Đánh giá định lượng tác động của góc nghiêng kính chắn gió: Khóa luận chứng minh hình dáng phần đầu và đuôi xe đóng vai trò quyết định đến hệ số $C_d$. Việc giảm độ nghiêng kính trước ($\alpha \to 30^\circ$) giúp dòng khí lướt mượt qua mui xe, làm chậm quá trình phân ly dòng chảy; tối ưu góc nghiêng kính sau ($\beta$) giúp thu hẹp thể tích vùng xoáy thấp áp đuôi xe.

Đề xuất và giải pháp kết cấu của tác giả

  • Tối ưu hình học thân vỏ: Thiết kế góc nghiêng kính trước $\alpha \approx 30^\circ$ kết hợp bo tròn bán kính cong tiếp giáp giữa kính chắn gió và nóc mui xe để làm giảm hiện tượng tách dòng cục bộ.
  • Kiểm soát dòng khí phía sau: Tinh chỉnh góc vát kính sau và mép đuôi xe nhằm hạ thấp vị trí điểm phân ly dòng, hỗ trợ luồng khí từ mui và hai bên hông xe tái hợp êm thuận, giảm diện tích vùng áp suất âm.
  • Xử lý khí động học gầm xe: Khuyến nghị bọc phẳng toàn bộ mặt đáy gầm xe kết hợp trang bị cánh cản gió trước/ngang (air dam/skirts) để triệt tiêu luồng khí xoáy nhiễu qua các cụm chi tiết cơ khí dưới sàn xe.

Đóng góp về mặt học thuật và kỹ thuật

  • Luận văn cung cấp quy trình hoàn chỉnh về mô hình hóa hình học 3D từ bản vẽ chiếu 2D và thiết lập bài toán mô phỏng khí động học CFD trên nền tảng phần mềm SolidWorks Flow Simulation tại Việt Nam.
  • Chứng minh tính khả thi, độ tin cậy và sự phù hợp của mô hình dòng rối 2 phương trình $k-\varepsilon$ khi giải bài toán khí động học ô tô trong điều kiện năng lực tính toán của máy tính kỹ thuật phổ thông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Giản lược mô hình hình học: Mô hình 3D đã bỏ qua bán kính cong thực tế của kính chắn gió trước/sau; chưa tính đến các chi tiết ngoại thất như gương chiếu hậu, hốc hút gió két nước làm mát, bánh xe, vòm bánh xe và kết cấu gồ ghề dưới gầm xe thực tế.
  • Giả thiết bài toán chất lưu: Bỏ qua chuyển động quay của bánh xe, bỏ qua sự tương tác nhiệt từ động cơ và hệ thống xả ra môi trường xung quanh; xem vỏ xe là vật thể tuyệt đối cứng không biến dạng.
  • Điều kiện mô hình hóa rối: Giới hạn bài toán ở mô hình 2 phương trình $k-\varepsilon$ đẳng hướng do rào cản phần cứng máy tính, chưa thể áp dụng mô hình ứng suất Reynolds 7 phương trình (RSM) để mô tả chính xác tuyệt đối các dòng xoáy dị hướng cục bộ.
  • Kiểm chứng thực nghiệm: Chưa có điều kiện đối chứng dữ liệu mô phỏng số với kết quả thử nghiệm thổi mô hình thực tế trong hầm gió khí động học (wind tunnel).

Hướng nghiên cứu mở rộng

  • Nâng cao độ chi tiết mô hình CAD: Xây dựng đầy đủ khoang động cơ, dòng khí qua két tản nhiệt, biên dạng bánh xe quay và hệ thống gầm thực tế.
  • Khảo sát các dải vận tốc chuyển động khác nhau và các góc gió thổi xiên (gió ngang tác động lên thân xe).
  • Khảo sát bổ sung các chi tiết khí động học phụ trợ như cánh lướt gió đuôi (spoiler), cánh định hướng dòng dưới gầm xe (diffuser).

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và kỹ sư thuộc các ngành:

  • Công nghệ Kỹ thuật Ô tô / Kỹ thuật Giao thông: Tham khảo phương pháp tính toán lực cản khí động, phân tích trường dòng chảy và giải pháp tối ưu hóa kết cấu thân vỏ xe du lịch.
  • Kỹ thuật Cơ khí / Động lực học chất lưu: Tham khảo cơ sở toán học của phương trình Navier-Stokes, phương pháp trung bình hóa Reynolds (RANS) và các mô hình mô phỏng dòng rối ($k-\varepsilon, k-\omega$).
  • Ứng dụng CAD/CAE: Hướng dẫn chi tiết các bước thiết lập project mô phỏng CFD trên SolidWorks Flow Simulation, từ khâu định dạng miền tính toán, chia lưới thể tích (Mesh fine), gán điều kiện biên đến trích xuất biểu đồ phân bố áp suất và vận tốc.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đề tài lựa chọn mô hình dòng rối 2 phương trình $k-\varepsilon$ thay vì mô hình 0, 1 phương trình hoặc mô hình ứng suất Reynolds (RSM)?

Mô hình 0 phương trình và 1 phương trình (Prandtl-Kolmogorov) quá đơn giản, giả định dòng rối đẳng hướng và không phản ánh được tương tác năng lượng phức tạp tại các vùng xoáy rộng sau đuôi xe. Ngược lại, mô hình ứng suất Reynolds (RSM) gồm 7 phương trình vi phân bổ sung tuy phản ánh chính xác dòng chảy dị hướng nhưng đòi hỏi năng lực máy tính quá cao. Mô hình $k-\varepsilon$ tiêu chuẩn là lựa chọn tối ưu trong điều kiện thực tế, cân bằng giữa độ chính xác vật lý và tài nguyên tính toán.

2. Vận tốc và các thuộc tính chất lưu được thiết lập trong bài toán mô phỏng là bao nhiêu?

Bài toán được thiết lập tại vận tốc dòng khí đầu vào $V = 60\text{ m/s}$ ($216\text{ km/h}$). Khối lượng riêng không khí $\rho = 1{,}205\text{ kg/m}^3$, độ nhớt động học $\nu = 1{,}7894 \times 10^{-5}\text{ m}^2/\text{s}$, dòng khí chuyển động dọc trục $X$ từ đầu xe tới đuôi xe, áp suất đầu ra bằng áp suất khí quyển ($101.325\text{ Pa}$).

3. Vùng không gian mô phỏng (Computational Domain) được xác định theo quy tắc kích thước nào?

Miền tính toán hình hộp chữ nhật được chọn với kích thước $20\text{ m} \times 5\text{ m} \times 6\text{ m}$, thỏa mãn các quy tắc kích thước tối thiểu theo tỷ lệ xe: chiều dài vùng trước xe $\ge 2$ lần chiều cao xe ($2H$), chiều dài vùng sau đuôi xe $\ge 10H$, chiều rộng $\ge 10$ lần chiều rộng xe ($10W$), và chiều cao $\ge 5H$. Kích thước này đảm bảo không xuất hiện dòng xoáy ngược tại mặt đầu vào và đầu ra.

4. Vùng nào trên thân vỏ xe tạo ra lực cản lớn nhất và nguyên nhân vật lý là gì?

Vùng đuôi xe và chính diện đầu xe là nơi sinh ra lực cản lớn nhất. Tại đầu xe, dòng khí bị chặn lại tạo thành điểm đình trệ có áp suất rất cao. Tại đuôi xe, dòng khí bị phân ly tạo ra vùng xoáy cuộn áp suất âm (vùng hạ áp). Sự chênh lệch áp suất lớn giữa mặt trước và mặt sau xe tạo nên lực cản chính diện ($F_d$), chiếm ưu thế so với lực cản ma sát bề mặt.

5. Tác giả đã áp dụng những giả thiết đơn giản hóa nào khi xây dựng mô hình hình học xe Suzuki Vitara?

Tác giả giả thiết thân vỏ xe tuyệt đối cứng (không biến dạng), bề mặt vỏ xe trơn nhẵn, gầm xe được bọc phẳng hoàn toàn, bỏ qua truyền nhiệt giữa vỏ xe và không khí, vận tốc trượt tại bề mặt vỏ bằng $0\text{ m/s}$, và không xét đến bán kính cong của kính chắn gió trước và kính sau xe.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Trung Anh đã ứng dụng thành công công cụ tính toán động lực học chất lưu SolidWorks Flow Simulation kết hợp mô hình dòng rối $k-\varepsilon$ để khảo sát đặc tính khí động học thân vỏ xe con dựa trên mẫu xe Suzuki Vitara. Kết quả nghiên cứu đã làm rõ bản chất tương tác giữa dòng khí và biên dạng thân xe thông qua trường phân bố áp suất, vận tốc và vùng xoáy sau đuôi xe. Các khảo sát về góc nghiêng kính chắn gió trước và sau đã cung cấp cơ sở kỹ thuật định lượng quan trọng, khẳng định tiềm năng ứng dụng công nghệ mô phỏng số trong việc tối ưu hóa kết cấu hình học vỏ xe ô tô nhằm giảm lực cản không khí và nâng cao hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu.