Xác định thông số tối ưu ảnh hưởng đến lực cản khí động học vỏ xe ô tô điện

Nguyễn Thị Lục; Trần Công Chi; Nguyễn Văn Tựu; Nguyễn Khánh Nam

doi:10.55250/Jo.vnuf.14.1.2025.146-153

Từ khóa:

Khí động học, lực cản, phân bố áp suất, thông số tối ưu, xe ô tô điện

Tóm tắt

Bài báo nghiên cứu xác định ảnh hưởng của thông tốc độ xe (X₁, km/h), cấu tạo góc nghiêng kính trước (X₂, độ), góc nghiêng nắp capo (X₃, độ) tới lực cản (F_d) khí động học của xe ô tô điện, với mục tiêu xác định được lực cản nhỏ nhất nhằm giảm mức tiêu hao năng lượng cho xe và nâng cao độ an toàn khi vận hành. Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEA) tìm ra miền giới hạn của lực cản, kết hợp với phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) để xác định giá trị tối ưu F_{d .}Kết quả phân tích ANOVA cho thấy mô hình hồi quy của F_dcó độ tin cậy giá trị cao với R² = 0,9862, xác định được thông số có ảnh hưởng lớn nhất đến lực cản F_d là X₁ là 66,28%, thông số X₂ và X₃ ảnh hưởng rất ít. Kết quả tối ưu cho thấy với X₁ = 32,456 (km/h), X₂ = 15,99 (độ), X₃ = 14,97 (độ) thì giá trị lực cản F_d (min) = 77, 426 (N). Để xác minh hiệu quả của phương pháp, mô hình vỏ xe được thiết kế lại và phân tích FEA với cùng điều kiện. Kết quả đạt được F_d2 = 78, 696 (N) có sự chênh 1,613% nhỏ so với các giá trị tối ưu thu được, do đó phương pháp sử dụng và kết quả tối ưu có độ tin cậy.

Tài liệu tham khảo

. Wolf-Heinrich Hucho (1990). Aerodynamics of Road Vehicles, Butterworth and Co. Publishing, Boston, MA.

. Joseph Katz (1995). Race car aerodynamics: designing for speed. Bentley Publishers, Philadelphia, PA.

. Halil Sadettin Hamut, Rami S El-Emam, Murat Aydin & Ibrahim Dincer (2014). Effects of rear spoilers on ground vehicle aerodynamic drag. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. 24(3): 627-642.

. Tien Phuc Dang, Zhengqi Gu & Zhen Chen (2015). Numerical simulation of flow field around the race car in case: stationary wheel and rotating wheels, International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. (8): 1896-1911.

. Angelina I Heft, Thomas Indinger & Nikolaus A Adams (2012). Introduction of a new realistic generic car model for aerodynamic investigations, SAE Technical Paper.

DOI: https://doi.org/10.4271/2012-01-0168.

. M. Desai, S. A. Channiwala & H. J. Nagarsheth (2008). A comparative assessment of two experimental methods for aerodynamic performance evaluation of a car. Journal of scientif. (67): 518-522.

. C. Rajsinh B. & T. K. Raj R (2012). Numerical Investigation of External Flow around the Ahmed Reference Body Using Computational Fluid Dynamics. Research Journal of Recent Sciences. (9): 1-5.

. Lê Hồng Quân Nguyễn Anh Ngọc, Trần Phúc Hòa, Hoàng Quang Tuấn & Chu Đức Hùng (2019). Nghiên cứu cải thiện hình dáng khí động học của thân vỏ xe điện HAUI-EV2. Tạp chí khoa học & Công nghệ Đại học Công nghiệp Hà Nội. 55: 91-94.

. Trần Phúc Hòa, Nguyễn Anh Ngọc & Vũ Hải Quân (2020). Nghiên cứu thiết kế ống khí động học để đánh giá ảnh hưởng của lực cản không khí lên vỏ xe ô tô điện HaUI-EV2. Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 56(5): 84-87.

. Tô Hoàng Tùng (2016). Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam. Luận án tiến sỹ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

. Đặng Tiến Phúc, Nguyễn Tuấn Nghĩa, Nguyễn Hữu Mạnh, Nguyễn Minh Thái, Võ Văn Lộc & Nguyễn Xuân Ngọc (2018). Mô phỏng đặc tính khí động lực học mô hình xe buýt lắp ráp tại Việt Nam. Hội nghị KH&CN toàn quốc về cơ khí lần thứ 5.

. Nguyễn Đình Cương & Lê Đức Thắng (2020). Nghiên cứu tính toán hệ số khí động học trên xe ô tô tải. Tạp chí Nghiên cứu Khoa học - Đại học Sao Đỏ. 3(70): 51-56.

. Nguyễn Lương Căn, Đỗ Tiến Quyết & Lê Đức Thắng (2021). Nghiên cứu xác định các hệ số lực khí động của xe du lịch. Tạp chí Nghiên cứu Khoa học - Đại học sao đỏ. 3(74): 45-48.

. Đỗ Tiến Quyết (2023). Nghiên cứu ảnh hưởng của lực khí động đến sự ổn định chuyển động của ô tô khách cỡ lớn. Luận án tiến sĩ cơ khí động lực, Đại Học Bách khoa Hà Nội.

. Hoàng Sơn (2023). Nghiên cứu thiết kế, chế tạo ô tô điện phục vụ đào tạo và trải nghiệm tại Trường Đại học Lâm nghiệp. Báo cáo tổng kết nhiệm vụ đặt hàng cấp cơ sở, Trường Đại học Lâm nghiệp.