PHÂN TÍCH CFD SỰ VA ĐẬP TRONG THÙNG CHỨA NƯỚC  CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG KHI PHANH KHẨN CẤP

Trần Công Chi

doi:10.34238/tnu-jst.11474

PHÂN TÍCH CFD SỰ VA ĐẬP TRONG THÙNG CHỨA NƯỚC CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG KHI PHANH KHẨN CẤP

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 04/11/24 Ngày hoàn thiện: 29/11/24 Ngày đăng: 30/11/24

Các tác giả

Trần Công Chi , Trường Đại học Lâm nghiệp

Tóm tắt

Giảm thiểu sự va đập của chất lỏng như xăng, dầu, nước,... trong các thùng chứa khi vận chuyển có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Trong nghiên cứu này, sự va đập của nước trong bình chứa của xe chữa cháy rừng đa năng đã được phân tích bằng phương pháp CFD, giả định xe di chuyển với tốc độ 80 km/h, phanh gấp dừng lại sau 40 m và giữ nguyên vị trí trong một thời gian. Bình chứa dung tích 6,13 m³ được nghiên cứu ở các mức nước 5,40 m³, 4,32 m³ và 2,16 m³ với hai thiết kế có và không có vách chắn sóng. Sự thay đổi áp suất theo thời gian trên các vách phía trước và phía sau theo hướng chuyển động của xe đã được phân tích cho tất cả các trường hợp. Kết quả cho thấy, các vách chắn sóng trong thiết kế thùng chứa giúp giảm đáng kể sự gia tăng áp suất đột ngột và giảm áp suất tối đa trên các thành thùng, đặc biệt khi mức nước thấp. Do đó, việc áp dụng thiết kế có vách chắn sóng là một giải pháp hiệu quả trong việc kiểm soát sự dao động của chất lỏng trong thùng chứa của xe chữa cháy rừng, đặc biệt trong điều kiện phanh gấp. Điều này giúp nâng cao hiệu suất và đảm bảo an toàn khi vận hành của xe.

Từ khóa

Phân tích CFD; Thùng chứa nước; Nước va đập; Vách chắn sóng; Xe chữa cháy rừng

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] E. Zhang, W. Zhu, and L. Wang, "Influencing analysis of different baffle factors on oil liquid sloshing in automobile fuel tank," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, vol. 234, no. 13, pp. 3180-3193, 2020.

[2] E. E. Topçu and E. Kılıç, "A Numerical Investigation of Sloshing in a 3D Prismatic Tank with Various Baffle Types, Filling Rates, Input Amplitudes and Liquid Materials," Applied Sciences, vol. 13, no. 4, 2023, Art. no. 2474.

[3] H. Csala, S. Dawson, and A. Arzani, "Comparing different nonlinear dimensionality reduction techniques for data-driven unsteady fluid flow modeling," Physics of Fluids, vol. 34, no. 11, 2022, Art. no. 117119.

[4] H. Akyildız and N. E. Ünal, "Sloshing in a three-dimensional rectangular tank: numerical simulation and experimental validation," Ocean engineering, vol. 33, no. 16, pp. 2135-2149, 2006.

[5] M. A. Mahmud, R. I. Khan, S. Wang, and Q. Xu, "Comprehensive study on sloshing impacts for an offshore 3d vessel via the integration of computational fluid dynamics simulation, experimental unit, and artificial neural network prediction," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 59, no. 51, pp. 22187-22204, 2020.

[6] S. M. Hasheminejad and M. Mohammadi, "Effect of anti-slosh baffles on free liquid oscillations in partially filled horizontal circular tanks," Ocean Engineering, vol. 38, no. 1, pp. 49-62, 2011.

[7] S. Narayanasamy, F. Yang, R. Islam, A. Sardar, V. Garaniya, P. Kooshandehfar, and N. Nikolova, "Safety during oil and gas transfer and transport," in Methods in Chemical Process Safety, Elsevier, 2018, pp. 169-205.

[8] T. A. Arslan, H. Bayrakçeken, and H. Yavuz, "CFD Analysis of Sloshing in the Fuel Tank of a Heavy Vehicle with Emergency Braking System," International Journal of Automotive Science And Technology, vol. 7, no. 4, pp. 340-348, 2023.

[9] T. K. Chitkara, Z. Kittur, and R. Soman, "Computational simulation of fuel tank sloshing using CFD techniques," in SAE Technical Papers, 2013, doi: 10.4271/2013-01-2868.

[10] A. K. Mishra, U. Kalita, M. S. Malhi, S. K. Behera, S. Khan, and T. R. Chowdhury, "Modelling and Optimization of a Fuel Tank for Reduction of Sloshing Effect," in Futuristic Sustainable Energy & Technology, CRC Press, 2022, pp. 91-101.

[11] S. J. Magdum, A. Das, V. Shetty, R. Sivakumar, and G. Sakthivel, "DOE study of ‘the effect of various parameters on fuel tank sloshing using multiphase CFD’," International Journal of Ambient Energy, vol. 42, no. 1, pp. 1-10, 2021.

[12] Z. Cai, A. Topa, L. P. Djukic, M. T. Herath, and G. M. Pearce, "Evaluation of rigid body force in liquid sloshing problems of a partially filled tank: Traditional CFD/SPH/ALE comparative study," Ocean Engineering, vol. 236, 2021, Art. no. 109556.

[13] L. Lu, R. Zhu, C. Ji, J. Guo, F. Lyu, and S. Xu, "Influence of solid particles in liquid tank on sloshing behaviour based on CFD-DEM coupling method," Ocean Engineering, vol. 312, 2024, Art. no. 119068.

[14] N. V. He, "Effects of computed fluid domain and meshing on the cfd results of viscous resistance acting on a ship," TNU Journal of Science and Technology, vol. 181, no. 05, pp. 105-110, 2018.

[15] T. H. N. Nguyen, T. H. Pham, C. V. Nguyen, and M. C. Bui, "Numerical study of flow of a non-newtonian fluid over a rotating cylinder," TNU Journal of Science and Technology, vol. 226, no. 15, pp. 36-43, 2021.

[16] V. Sanapala, T. Selvaraj, K. Ananthasivan, and B. Patnaik, "Numerical simulation of wave impact and high pressure characteristics due to violent sloshing in a rectangular tank," Ships and Offshore Structures, vol. 19, no. 5, pp. 625-643, 2024.

[17] V. V. Luong, P. H. Cao, and T. T. Nguyen, "Effect of suspension system stiffness on dynamic load action chassis multi-purpose forest fire fighting vehicle," International Journal of Engineering, vol. 35, no. 8, pp. 1571-1578, 2022.

[18] V. V. Luong, "Research on the durability of the chassis of multi-purpose forest fire fighting vehicle," (In Vietnamese), PhD Thesis, Vietnam National University of Forestry, Vietnam, 2020.

[19] X. H. Nguyen, "Dynamic study of multi-purpose forest fire fighting vehicle," (In Vietnamese), PhD Thesis, Vietnam National University of Forestry, Vietnam, 2013.

[20] V. V. Luong, T. T. Nguyen, T. V. Nguyen, and P. T. Mai, "Optimizing the Structure of the Axle Housing Multi-purpose Forest Fire Fighting Vehicle by Finite Element Method," in International Conference on Material, Machines and Methods for Sustainable Development, Springer, 2022, pp. 277-284.

[21] K.-X. Huang, G.-S. Shui, Y.-Z. Wang, and Y.-S. Wang, "Meta-arrest of a fast propagating crack in elastic wave metamaterials with local resonators," Mechanics of Materials, vol. 148, 2020, Art. no. 103497.

[22] M.-A. Xue, Y. Chen, J. Zheng, L. Qian, and X. Yuan, "Fluid dynamics analysis of sloshing pressure distribution in storage vessels of different shapes," Ocean Engineering, vol. 192, 2019, Art. no. 106582.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11474

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ