Luận án Nghiên cứu cải thiện dạng khí động học vỏ xe khách lắp ráp tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
TÔ HOÀNG TÙNG 
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN DẠNG KHÍ ĐỘNG HỌC 
VỎ XE KHÁCH LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 
Hà Nội - 2016
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
TÔ HOÀNG TÙNG 
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN DẠNG KHÍ ĐỘNG HỌC 
 VỎ XE KHÁCH LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM 
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 
MÃ SỐ: 62520116 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 
1. PGS.TS NGUYỄN TRỌNG HOAN 
2. PGS.TS HỒ HỮU HẢI 
Hà Nội - 2016
 LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được sự hướng dẫn 
khoa học của PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan và PGS.TS Hồ Hữu Hải. Các kết quả nghiên 
cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng để bảo vệ ở bất kỳ 
học vị nào. 
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám 
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. 
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. 
Hà Nội, ngày tháng năm 2016 
 Giáo viên hướng dẫn 
PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan 
Giáo viên hướng dẫn 
PGS.TS Hồ Hữu Hải 
Tác giả luận án 
 Tô Hoàng Tùng 
 LỜI CẢM ƠN 
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới người hướng dẫn 
chính: PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan - thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, định hướng và 
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án này với sự tận tâm, trách nhiệm, sáng 
suốt và khoa học cao. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Hồ Hữu Hải trong suốt quá trình tôi thực hiện 
luận án, với vai trò là người hướng dẫn, thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi 
điều kiện thuận lợi nhất cho tôi thực hiện các kế hoạch học tập và nghiên cứu. 
Tôi rất cám ơn và trân trọng sự hợp tác, hỗ trợ của Trung tâm Phát triển và Ứng dụng 
Phần mềm công nghiệp (DASI), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (nay là Viện nghiên 
cứu Quốc tế về Khoa học và Kỹ thuật tính toán), trực tiếp là PGS.TS Nguyễn Việt Hùng và 
các cộng sự. 
Xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể cán bộ, nhân viên Phòng thí nghiệm 
khí động học của Viện Kỹ thuật quân sự Phòng không - Không quân. 
Xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến các thầy của Bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng, 
Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội với những góp ý rất thiết thực 
trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án. 
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cơ quan tôi đang công tác: Phòng Chất lượng xe 
cơ giới, Cục Đăng kiểm Việt Nam đã tạo điều kiện, ủng hộ, giúp đỡ tôi về mọi mặt trong 
quá trình tôi theo học Nghiên cứu sinh. 
Xin gửi lời cảm ơn tới các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp vì sự giúp đỡ thiết 
thực cho luận án này. 
Xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt nhất tới gia đình tôi, những người đã luôn bên cạnh 
tôi, động viên, chia sẻ những khó khăn và là động lực để tôi hoàn thành luận án. 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2016 
Nghiên cứu sinh 
Tô Hoàng Tùng 
 MỤC LỤC 
 Trang 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU i 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii 
DANH MỤC CÁC BẢNG iii 
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ iv 
MỞ ĐẦU 1 
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 
1.1 Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam và sự phát triển trong lĩnh vực sản 
xuất ô tô khách 
3 
 1.1.1 Nhu cầu về ô tô khách 3 
 1.1.2 Định hướng phát triển 4 
 1.1.3 Thực trạng và nhu cầu nâng cao chất lượng 4 
 1.2 Khí động học ô tô 5 
 1.2.1 Khí động lực học và các thông số đặc trưng 6 
 1.2.2 Lực cản không khí 7 
 1.2.3 Cấu trúc vỏ xe và sự hình thành các vùng xoáy thấp áp 12 
 1.2.4 Lý thuyết tương tự trong khí động học ô tô 18 
 1.3 Tình hình nghiên cứu khí động học ô tô 19 
 1.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 19 
 1.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm 21 
 1.3.3 Các hướng nghiên cứu chính gần đây 25 
1.4 Công nghệ sản xuất vỏ ô tô khách ở Việt Nam và tính cấp thiết của vấn 
đề nghiên cứu 
28 
 1.5 Nội dung của luận án 30 
 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 30 
 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 30 
 1.5.3 Đối tượng nghiên cứu 31 
 1.5.4 Phạm vi nghiên cứu 31 
 1.4.5 Nội dung nghiên cứu 31 
 Kết luận chương 1 32 
Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG KHÍ ĐỘNG HỌC VỎ XE 
KHÁCH 
33 
 2.1 Cơ sở lý thuyết khí động học 33 
 2.1.1 Các phương trình cơ bản 33 
 2.1.2 Mô phỏng dòng chảy không khí 33 
 2.1.2.1 Các công cụ toán học và ký hiệu quy ước 33 
 2.1.2.2 Các phương trình mô phỏng 35 
 2.1.2.3 Các thông số đặc trưng 36 
 2.1.2.4 Mô phỏng dòng chảy rối 38 
 2.1.2.5 Phương pháp số để giải bài toán khí động học 44 
 2.2 Mô phỏng khí động học vỏ xe bằng ANSYS - FLUENT 45 
 2.2.1 Giới thiệu chung về ANSYS - FLUENT 45 
 2.2.2 Mô phỏng dòng chảy không khí bao quanh vỏ xe bằng FLUENT 46 
 2.2.2.1 - Phương pháp mô phỏng trong FLUENT 46 
 2.2.2.2 - Các dạng mô hình mô phỏng dòng chảy rối trong FLUENT 47 
 2.3 Mô hình khí động học vỏ xe khách trong FLUENT 47 
 2.3.1 Hệ phương trình mô tả dòng chảy 47 
 2.3.2 Mô hình 3D vỏ xe khách 49 
 2.3.3 Xác định v ng không gian mô phỏng 50 
 2.3.4 Chia lưới 52 
 2.3.5 Các ràng buộc và điều kiện tính toán 56 
 2.3.6 Phương pháp tính toán lực khí động 56 
 Kết luận chương 2 58 
Chương 3 NGHIÊN CỨU KHÍ ĐỘNG HỌC VỎ Ô TÔ KHÁCH BẰNG PHẦN 
MỀM ANSYS - FLUENT 
59 
 3.1 Phương pháp nghiên cứu 59 
 3.2 Các thông số đầu vào và một số giả thiết của bài toán mô phỏng 61 
 3.2.1 Lựa chọn các thông số của vỏ xe khách 61 
 3.2.2 Các giả thiết và giới hạn nghiên cứu của bài toán mô phỏng 61 
 3.3 Xây dựng mô hình hình học, xác định vùng không gian mô phỏng 62 
 3.4 Chia lưới và đặt các điều kiện ràng buộc của bài toán mô phỏng 63 
 3.5 Đặt các điều kiện tính toán 64 
 3.6 Mô phỏng và tính toán khí động học vỏ xe cơ sở 65 
 3.7 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số kết cấu tới khí động học vỏ xe 72 
 3.7.1 Góc nghiêng kính chắn gió phía trước của xe 72 
 3.7.2 Góc nghiêng kính hậu 76 
 3.7.3 Góc vát hai thành bên ở phía đuôi xe 79 
 3.7.4 Lựa chọn sơ bộ các góc vát 82 
 3.7.5 Bán kính góc lượn giữa nóc xe và hai thành bên của xe 82 
 3.7.6 Bán kính góc lượn giữa kính hậu và nóc xe 85 
 3.7.7 Bán kính góc lượn giữa thành sau và hai thành bên của xe 86 
 3.7.8 Bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc xe 89 
 3.7.9 Bán kính góc lượn giữa mặt trước và hai thành bên của xe 93 
 3.7.10 Lựa chọn dạng mô hình hoàn chỉnh, tính toán khảo sát và đánh giá 98 
 3.7.11 Đánh giá kết quả tính toán mô phỏng 103 
 3.7.12 So sánh vỏ xe tham khảo và vỏ xe cải thiện 104 
 Kết luận chương 3 109 
Chương 4 NGHIÊN CỨU KHÍ ĐỘNG HỌC VỎ XE KHÁCH TRONG ỐNG 
KHÍ ĐỘNG 
110 
 4.1 Mục đích và phương pháp nghiên cứu 110 
 4.1.1 Mục đích 110 
 4.1.2 Vấn đề nghiên cứu 110 
 4.1.3 Phương pháp nghiên cứu 113 
 4.2 Thí nghiệm trong ống khí động 114 
 4.2.1 Trang thiết bị thí nghiệm 114 
 4.2.2 Thí nghiệm trong ống khí động 122 
 4.3 Mô phỏng thí nghiệm trong ống khí động 127 
4.3.1 Xây dựng mô hình hình học, chọn vùng không gian mô phỏng và 
chia lưới 
127 
 4.3.2 Đặt điều kiện, mô phỏng và phân tích kết quả 128 
 Kết luận chương 4 134 
KẾT LUẬN 135 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
PHỤ LỤC 
i 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 
Ký hiệu Tên gọi Đơn vị 
Fx Lực khí động theo phương dọc N 
Fz Lực khí động theo phương ngang N 
Fy Lực khí động theo phương thẳng đứng N 
Cx Hệ số cản khí động theo phương dọc - 
Cz Hệ số cản khí động theo phương ngang - 
A Diện tích cản chính diện m2 
 Khối lượng riêng của không khí kg/m
3
U∞ Vận tốc dòng khí ở vô cùng m/s 
Re Số Reynolds - 
M Số Mach - 
 Hệ số độ nhớt động lực N.s/m
2
a Vận tốc truyền âm trong không khí m/s 
Fms Lực cản do ma sát N 
Fca Lực cản do chênh áp N 
p Áp suất Pa 
Cp Hệ số áp suất không thứ nguyên - 
L Thông số hình học đặc trưng m 
 Độ nhớt động học của không khí m
2
/s 
t
ij Ten-sơ ứng suất của dòng rối - 
k Động năng của dòng rối J/kg (m2/s2) 
 Hệ số tán xạ năng lượng của dòng rối - 
 Hệ số tán xạ năng lượng của dòng rối - 
ii 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
Ký tự Nguồn gốc Chú giải 
CKD Complete Knock Down 
Bộ linh kiện hoàn chỉnh (sử dụng để lắp 
ráp ô tô) 
RANS Reynolds Average Navier Stokes Phương trình Reynolds trung bình hóa 
DNS Direct Numerical Simulation Mô phỏng trực tiếp 
RSM Reynolds Stress Model Mô hình ứng suất Reynolds 
FEM Finite Element Method Phương pháp phần tử hữu hạn 
CFD Computational Fluid Dynamic 
Phần mềm tính toán động lực học chất 
lỏng 
LES Large Eddy Simulation Mô hình dòng rối lớn 
DES Detached Eddy Simulation Mô hình dòng rối phân tách 
SST Shear Stress Transport Mô hình vận tải ứng suất 
iii 
DANH MỤC CÁC BẢNG 
Bảng 3.1. Giá trị hệ số lực cản, lực và mô mem theo các phương 
Bảng 3.2. Giá trị Cx phụ thuộc vào góc nghiêng kính chắn gió phía trước 
Bảng 3.3 Giá trị Cx phụ thuộc vào góc nghiêng kính hậu 
Bảng 3.4. Giá trị Cx phụ thuộc vào góc vát 2 thành bên phía đuôi xe 
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của Cx vào bán kính góc lượn giữa nóc xe và hai thành bên của xe 
Bảng 3.6. Sự phụ thuộc của Cx vào bán kính góc lượn giữa kính phía sau và nóc xe 
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc của Cx vào bán kính góc lượn giữa thành sau và hai thành bên xe 
Bảng 3.8. Sự phụ thuộc của Cx vào bán kính góc lượn giữa kính chắn gió phía trước và 
nóc xe 
Bảng 3.9. Sự phụ thuộc của Cx vào bán kính góc lượn giữa thành trước (bao gồm cả 
kính chắn gió phía trước) và hai thành bên của xe 
Bảng 3.10. Sự phụ thuộc của hệ số Cx vào bán kính góc lượn giữa nóc xe và kính chắn 
gió phía trước 
Bảng 3.11. Lực cản Fx và hệ số cản Cx của mô hình vỏ xe cải thiện 
Bảng 3.12. Các thông số của mô hình xe khách tham khảo và mô hình cải thiện của luận án 
Bảng 4.1. Một số phương án lựa chọn tỷ lệ thu nhỏ mẫu thử 
Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm 
Bảng 4.3. Kết quả tính toán lực cản khí động ở vận tốc 29 m/s. 
Bảng 4.4. Kết quả tính toán lực cản khí động ở vận tốc 25 m/s. 
Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm và kết quả tính toán mô phỏng mô hình tỷ lệ 1:40 trong 
ống khí động 
iv 
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ 
Hình 1.1. Các lực tác dụng lên lực nằm trong dòng chảy 
Hình 1.2. Sự hình thành vùng xoáy áp suất phía sau vật 
Hình 1.3. Ảnh hưởng của hình dạng của vật cản tới sự hình thành vùng xoáy 
Hình 1.4. Quá trình cải thiện hình dạng khí động học ô tô nhằm giảm hệ số cản 
Hình 1.5. Hệ số cản không khí trên một số loại ô tô tải 
Hình 1.6. Hệ số cản không khí của các loại xe thông dụng 
Hình 1.7. Các vùng xoáy trên vỏ ô tô con 
Hình 1.8. Phân bố áp suất không thứ nguyên trên vỏ xe 
Hình 1.9. Phân bố áp suất dọc theo thân ô tô chở khách 
Hình 1.10. Ảnh hưởng của cấu trúc đuôi xe tới hệ số lực cản khí động 
Hình 1.11. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và tấm nóc xe với hệ số 
cản không khí 
Hình 1.12. Ảnh hưởng của cấu trúc phần đầu xe tới hệ số cản không khí 
Hình 1.13. Ảnh hưởng hình dáng đầu xe tới lực cản khí động 
Hình 1.14. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn giữa mặt đầu và mặt bên của vỏ ô tô khách 
tới lực cản khí động 
Hình 1.15. Ảnh hưởng của chiều cao sàn xe tới các lực khí động 
Hình 1.16. Lịch sử phát triển của các mô hình tính toán khí động học 
Hình 1.17. Sơ đồ nguyên lý làm việc của ống khí động 
Hình 2.1. Các thành phần ứng suất trên khối chất lỏng 
Hình 2.2. Mô hình vỏ xe khách dạng 3D 
Hình 2.3. Các kích thước của không gian mô phỏng lần đầu 
Hình 2.4. Ví dụ về một số dạng dòng chảy ngược 
Hình 2.5. Các dạng phần tử lưới trong mô hình mô phỏng 3D 
Hình 2.6. So sánh về cấu trúc của lưới tứ diện và lưới lục diện 
Hình 2.7. So sánh về số lượng phần tử và chất lượng lưới của lưới tứ diện và lưới lục diện 
Hình 2.8. Hình ảnh chia lưới trong vùng không gian tính toán vỏ xe khách 
Hình 3.1. Các thông số khảo sát của biên dạng vỏ xe 
Hình 3.2. Xe ô tô khách tham khảo (THACO KB120LSI) 
Hình 3.3. Kích thước của vùng không gian mô phỏng 
v 
Hình 3.4. Mô hình vỏ xe khách sau khi đã được chia lưới với dạng lưới Hexa 
Hình 3.5. Mô hình 3D vỏ xe khách tham khảo THACO KB120LSI 
Hình 3.6. Chia lưới vùng không gian mô phỏng 
Hình 3.7. Phân bố áp suất trên bề mặt vỏ xe 
Hình 3.8. Phân bố áp suất trong mặt phẳng đối xứng dọc của xe 
Hình 3.9. Phân bố áp suất trong mặt cắt ngang đi qua điểm giữa của vỏ xe 
Hình 3.10. Phân bố vận tốc tại mặt phẳng đối xứng dọc của vỏ xe 
Hình 3.11. Phân bố vận tốc tại mặt cắt ngang đi qua điểm giữa của vỏ xe 
Hình 3.12. Đường dòng tại mặt phẳng trung tuyến dọc của vỏ xe 
Hình 3.13. Đường dòng tại mặt cắt ngang đi qua điểm giữa của vỏ xe 
Hình 3.14. Hệ số phân bố áp suất Cp trên bề mặt vỏ xe tại mặt phẳng trung tuyến dọc của xe 
Hình 3.15. Ảnh hưởng của góc nghiêng kính chắn gió phía trước đến hệ số cản Cx 
Hình 3.16. Phân bố áp suất khi góc nghiêng kính chắn gió bằng 0o 
Hình 3.17. Phân bố áp suất khi góc nghiêng kính chắn gió bằng 40o 
Hình 3.18. Đường dòng bao quanh vỏ xe khi góc nghiêng kính chắn gió bằng 0o 
Hình 3.19. Đường dòng bao quanh vỏ xe khi góc nghiêng kính chắn gió bằng 40o 
Hình 3.20. Ảnh hưởng của góc nghiêng kính phía sau xe đến hệ số cản Cx 
Hình 3.21. Phân bố áp suất khi góc nghiêng kính sau bằng 0o 
Hình 3.22. Phân bố áp suất khi góc nghiêng kính sau bằng 45o 
Hình 3.23. Đường dòng khi góc nghiêng kính hậu bằng 10o 
Hình 3.24. Đường dòng khi góc nghiêng kính hậu bằng 45o 
Hình 3.25.a. Ảnh hưởng của góc vát 2 thành bên phía sau xe đến hệ số cản Cx 
Hình 3.25.b. Ảnh hưởng của góc vát 2 thành bên phía sau xe đến hệ số cản Cx 
Hình 3.26. Đường dòng khi góc vát hai thành bên bằng 4o (khoảng cách 2,5 m) 
Hình 3.27. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn giữa nóc và hai thành bên của xe tới hệ số 
cản Cx 
Hình 3.28. Đường dòng khi không có góc lượn giữa nóc và hai thành bên 
Hình 3.29. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa nóc và hai thành bên là 1250 mm 
Hình 3.30. Đường dòng khi không có góc lượn giữa nóc và hai thành bên 
Hình 3.31. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa nóc và hai thành bên là 1250 mm 
Hình 3.32. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn giữa kính phía sau và nóc xe tới hệ số cản Cx 
vi 
Hình 3.33. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn giữa thành sau và hai thành bên của xe tới hệ 
số cản Cx 
Hình 3.34. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa thành sau và hai thành bên là 200 mm 
Hình 3.35. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa thành sau và hai thành bên là 1000 mm 
Hình 3.36. Phân bố áp suất khi không có góc lượn giữa thành sau và hai thành bên 
Hình 3.37. Phân bố áp suất khi góc lượn giữa thành sau và hai thành bên là 1000 mm 
Hình 3.38. Phân bố áp suất khi không có góc lượn giữa thành sau và hai thành bên 
Hình 3.39. Phân bố áp suất khi góc lượn giữa thành sau và hai thành bên là 1000 mm 
Hình 3.40. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc xe tới hệ số cản Cx 
Hình 3.41. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc xe là 0 mm 
Hình 3.42. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc xe là 200 mm 
Hình 3.43. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc xe là 400 mm 
Hình 3.44. Đường dòng khi bán kính góc lượn giữa kính chắn gió và nóc xe là 2000 mm 
Hình 3.45. Phân bố áp suất khi không có góc lượn giữa ... Universität München, 2012. 
35. John D. Anderson, Jr. (1984) Fundamentals of Aerodynamics. McGraw - Hill Book 
Company 
36. Joseph Katz (2006) Aerodynamics of Race Cars. Annu. Rev. Fluid Mech. 2006.38:27-
63. 
37. Julian Happian-Smith (2002) An Introduction to Modern Vehicle Design. Butterworth-
Heinemann 
38. K. R. Cooper (1985) The Effect of Front-Edge Rounding and Rear Edge Shaping on 
the Aerodynamic Drag of Bluff Vehicles in Ground Proximity. SAE Paper No. 850288, 
Paris, 1985. 
39. K. R. Deutenbach (1995) Influence of Plenum Dimensions on Drag Measurements in 
¾-Open Jet Automotive Wind Tunnels. SAE Paper No. 951000, Paris, 1995. 
40. Laurent Dumas (2008) CFD-based Optimization for Automotive Aerodynamics. 
Université Pierre et Marie Curie 
140 
41. Littlewood, R. P., and Passmore, M. A. (2012) Aerodynamic drag reduction of a 
simplified squareback vehicle using steady blowing, Experiments in fluids, Vol. 53(2), 
pp519-529. 
42. Li-Xin Guo*, Yi-Min Zhang, Wei-Jun Shen (2011) Simulation Analysis of 
Aerodynamics Characteristics of Different Two-Dimensional Automobile Shapes. 
JOURNAL OF COMPUTERS, VOL. 6, NO. 5, MAY 2011. 
43. Lopes & P. Carvalheira On the Application of Numerical Methods for the Calculation 
of the External Aerodynamics of a Streamlined Car Body, SAE Technical Paper, 2003-
01- 1249. 
44. M. Laurent Burgade (1996) Aerodynamique Automobile: Approche numerique et 
experimentale. PSA Peugeot-Citroen, session 1995-1996. 
45. Makowski, F.T., S.-E., K. (2000) Advances in external-aero simulation of ground 
vehicles using the steady RANS equations. SAE Paper 2000-01-0484. 
46. Manan Desai, S. A. Channiwala, H. J. Nagarsheth (2008) Experimental and 
Computational Aerodynamic Investigations of a Car. Wseas Transactions on Fluid 
Mechanics: Issue 4, Volume 3, October 2008. 
47. Mansor, S., and Passmore, M. (2008) Estimation of Bluff Body Transient 
Aerodynamics Using an Oscillating Model Rig. Journal of Wind Engineering and 
Industrial Aerodynamics 96, 2008. 
48. Marek Maciejewski, Wojciech Osmólski Numerical Simulation of the Blockage effect 
in Wind - Tunnels. 
49. Mayer, J., Schrefl, M., and Demuth, R. (2007) On Various Aspects of Unsteady 
Aerodynamic Effects on Cars Under Crosswind Conditions. SAE Technical Paper 
Series, 07B-491. 
50. Md. Hasan Ali, Mohammad Mashud, Abdullah Al Bari and Muhammad Misbah-Ul 
Islam Aerodynamic Drag Reduction of a Car by Vortex Generation. International 
Journal of Mechanical Engineering ISSN : 2277-7059 Volume 2 Issue 1. 
51. Mohd Nizam Sudin, Mohd Azman Abdullah, Shamsul Anuar Shamsuddin, Faiz Redza 
Ramli, Musthafah Mohd Tahir Review of Research on Vehicles Aerodynamic Drag 
Reduction Methods. International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering 
IJMME-IJENS Vol:14 No:02. 
141 
52. P. M. Waudby-Smith, W. J. Rainbird (1985) Some Principles of Automotive 
Aerodynamic Testing in Wind Tunnels with Examples from Slotted Wall Test Section 
Facilities. SAE Paper No. 850284, Paris, 1985. 
53. Park, H., Cho, J. H., Lee, J., Lee, D. H., and Kim, K. H. (2013) Aerodynamic drag 
reduction of Ahmed model using synthetic jet array, SAE International Journal of 
Passenger Cars-Mechanical Systems, Vol 6(1), pp1-6. 
54. Passmore, M., and Mansor, S. (2006) The Measurement of Transient Aerodynamics Using 
an Oscillating Model Facility. SAE Technical Paper Series, 2006-01-0338, 2006. 
55. Prasanjit Das, The Blockage Effects on Vehicle Aerodynamics in Closed-Wall Wind 
Tunnel - A CFD Study. 
56. R. K. Petkar, S. G. Kolgiri and S. S. Ragit (2014) Study of Front-Body of Formula-
One Car for Aerodynamics using CFD. International Journal of Application or 
Innovation in Engineering & Management (IJAIEM), Volume 3, Issue 3, March 2014. 
57. R.D. Menta, P. Bradshaw (1979) Desing rules for small low speed wind tunnels. 
Aeronautical Journal 
58. Reza N. Jazar (2008) Vehicle Dynamics: Theory and Application. Springer 
59. Richard M. Wood (2004) Impact of Advanced Aerodynamic Technology on 
Transportation Energy Consumption. 2004 SAE International. 
60. Rohatgi, U. S. (2012), Methods of reducing vehicle aerodynamic drag, ASME 2012 
Summer Heat Transfer Conference, Puerto Rico, USA, July 8-12. 
61. Rossby, “Introduction to Road Vehicle Aerodynamics”. 
62. S. Rohatgi (2012) Methods of Reducing Vehicle Aerodynamic Drag. ASME 2012 
Summer Heat Transfer Conference, Puerto Rico, USA July 8-12, 2012. 
63. Schroeck, D., Widdecke, N., and Wiedemann, J. (2007) On-road Wind Conditions 
Experienced by a Moving Vehicle. In FKFS Conference (Stuttgart, Germany, 2007). 
64. Shih, T.-H., Liou, W., Shabbir, A., Yang, Z., and Zhu, J. A New k-Epsilon (1994) Eddy 
Viscosity Model for High Reynolds Number Turbulent Flows – Model Development and 
Validation. NASA Technical Memorandum NASA-TM-106721, 1994. 
65. Simon Watkins (2005) Recent Development in Road Vehicle Aerodynamics. 
Proceedings of the International Conference on Mechanical Engineering 2005 
(ICME2005), 28- 30 December 2005, Dhaka, Bangladesh. 
142 
66. Song, K. S., Kang, S. O., Jun, S. O., Park, H. I., Kee, J. D., Kim, K. H., & Lee, D. H. 
(2012) Aerodynamic design optimization of rear body shapes of a sedan for drag 
reduction, International Journal of Automotive Technology, Vol.13(6). 
67. T.Cebeci, J.RShao, F. Kafyeke, E. Laurendeau (2005) Computational Fluid Dynamics 
for Engineers. Springer 
68. T.D. Gillespie Fundamentals of Vehicle Dynamics. Society of Automotive Engineers, 
Inc. 
69. Tamás Lajos (2002) Basics of vehicle aerodynamics. University of Rome “La 
Sapienza” 
70. Tran Thanh Tung, Nguyen Trong Hoan (2009) Simulation of Aerodynamic Automobile. 
The 15th Asia Pacific Automotive Engineering Conference. Hanoi, October 26 - 28, 
2009. 
71. W.H. Hucho (1998) Aerodynamics of Road Vehicles: From Fluid Mechanics to 
Vehicle Engineering. SAE International 
72. Watkins S. and Saunders J. W. (1998) A Review of the Wind Conditions Experienced 
by a Moving Vehicle, in SP Developments in Vehicle Aerodynamics, ISBN 0-7680-
0138-2. 
143 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
1. Tung To Hoang, Hoan Nguyen Trong, Hai Ho Huu (2009). Using Fluent to simulate the 
air-flow around body of coach manufactured in Vietnam, The 15
th
 Asia Pacific 
Automotive Engineering Conference - APAC15, APAC 2009 Proceeding Volume 1, 26 
- 28 October 2009, pp. APAC15-257. 
2. Tô Hoàng Tùng, Nguyễn Trọng Hoan (2015). Nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số cản 
khí động với các thông số bán kính góc lượn phía đầu xe ô tô khách cỡ lớn sản xuất tại 
Việt Nam bằng phần mềm ANSYS-FLUENT, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 8 năm 
2015, trang 102-106. 
3. Tô Hoàng Tùng, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải (2015). Nghiên cứu khí động học ô 
tô bằng phương pháp thí nghiệm trong ống khí động, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 8 
năm 2015, trang 121-125. 
PHỤ LỤC 
 PHỤ LỤC 1 - CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MỘT SỐ LOẠI XE KHÁCH SẢN 
XUẤT TẠI VIỆT NAM 
1. Thông số cơ bản của xe tham khảo THACO KB120SLI 
Theo B
3
9
7
5
2037
2500
260
C?a thoát hi?mC?a thoát hi?mC?a thoát hi?m
C?a thoát hi?m C?a thoát hi?m C?a thoát hi?m
Theo A
1
5
3
7
1
5
3
6
3
7
2
0
1860
2200
2500
A
B
60003400
12000
2
5
0
0
12000
3
6
8
0
3
8
0
0
3
9
7
5
715 715 715 715 715 715 715 715 715 715 275
843 735 735 735 735 735 735 735 735 735 735 735 275
895905 1080 877
1205 950 1590 1910 2560 1430 460
2
9
5
6000 3400
12000
12059301590188025601430460
295
4
1
0
9
3
0
9
3
0
1345 1345 1345 1345 1345 1345
1345 1345 1345 1345 1345 1345
9
5
0
9
5
0
1
1
°1
0
°
1
1
°
1
0
°
260
230
390
4
4
0
5
2
0
 2. Thông số cơ bản của một số vỏ xe khách thực tế 
Đơn vị sản 
xuất, lắp ráp 
Nhãn hiệu xe 
Góc 
nghiêng 
của kính 
chắn gió 
phía trước 
(α) - độ 
Góc 
nghiêng 
của kính 
sau  - 
độ 
Góc vát 
hai thành 
bên phía 
đuôi xe 
  - độ 
Bán kính 
góc lượn 
giữa nóc 
và hai 
thành bên 
xe (R1) - 
mm 
Bán kính 
góc lượn 
giữa kính 
sau và nóc 
xe (R2) - 
mm 
Bán kính 
giữa thành 
sau và hai 
thành bên 
xe (R3) - 
mm 
Bán kính 
góc lượn 
giữa kính 
chắn gió 
và nóc xe 
(R4) - mm 
Bán kính 
góc lượn 
giữa thành 
trước và 
hai thành 
bên (R5) - 
mm 
Công ty cơ khí 
ô tô Ngô Gia 
Tự 
COUNTY 
LIMOUSINE 
NGT- HK29CBU 
23 0 0 276 465 340 445 308 
UNIVERSE 
NOBLE NGT 
TG42 
15 5 0 250 190 140 400 340 
UNIVERSE 
NOBLE NGT 
TK47FAW 
15 5 0 250 190 140 400 340 
Công ty cổ 
phần cơ khí ô 
tô 3-2 
BA-HAI CA K47 
UNIVERSE-26 
13 10 0 160 110 320 270 325 
UNIVERSE 
EXPERSS K47 
13 10 0 220 105 185 275 330 
COUNTY HD 
K29 
24 0 0 260 450 185 510 185 
Công ty TNHH 
xe buýt 
Daewoo Việt 
Nam 
DAEWOO FX12 15 8 0 340 310 350 535 595 
DAEWOO 
GDW6103SB 
15 5 0 289 200 300 300 300 
Công ty TNHH 
xe buýt 
Daewoo Việt 
Nam 
DAEWOO 
GDW6117HKB 
15 9 0 305 0 185 450 302 
DAEWOO 
GDW6117HKD2, 
GDW6117HKD, 
GDW6117HKC 
15 9 0 280 0 185 450 305 
DAEWOO 
GL6127HK 
15 9 0 290 0 185 900 385 
Công ty cổ 
phần cơ khí 
xây dựng giao 
thông 
TRACOMECO 
TRACOMECO 
HM K29K 
23 6 0 250 735 165 750 165 
TRACOMECO 
NEW 
UNIVERSE 
NOBLE K47 
14 10 0 300 200 340 400 535 
TRACOMECO 
UNIVERSE 
NOBLE K42G 
14 10 0 265 190 340 400 530 
Công ty TNHH 
MTV Sản xuất 
và lắp ráp ô tô 
khách Trường 
Hải 
THACO 
TB120S-W375 
12 5 0 195 255 250 395 245 
THACO TB82S-
W180ASIII 
15 4 0 215 240 260 630 210 
THACO 
HB120SL-
H380R-14 
12 7 0 225 240 210 615 255 
Công ty TNHH 
MTV Sản xuất 
 THACO 
HB120SL-H380-
12 7 0 225 240 210 615 255 
 và lắp ráp ô tô 
khách Trường 
Hải 
14 
THACO TB95S-
W 
14 4 0 280 235 260 515 245 
THACO 
KB120LSI 
12 7 0 180 180 180 400 180 
Chi nhánh 
Tổng công ty 
Cơ khí GTVT 
Sài Gòn - 
TNHH Một 
thành viên - Xí 
nghiệp Cơ khí 
ô tô An Lạc 
(SAMCO An 
Lạc) 
SAMCO-CITY 
BGQ5 
10 0 0 105 75 140 180 195 
SAMCO-FELIX 
LI KGQ3 
16 3 0 270 235 105 360 200 
SAMCO-FELIX 
SI KGQ4 
16 3 0 270 235 105 360 200 
 PHỤ LỤC 2 - ỐNG KHÍ ĐỘNG OT1 
 Ống khí động dưới âm OT1 của Viện kỹ thuật Phòng Không - Không Quân được 
thiết kế chế tạo theo sơ đồ nguyên lý tuần hoàn kín có buồng công tác hở như trên hình 
PL2.1. 
Hình PL2.1: Mô hình và sơ đồ ống khí động dưới âm OT1 
1-Buồng thử mô hình; 2-Buồng đo; 3-Ống thu khí; 4-Động cơ và quạt gió; 5-Cabin điều 
khiển động cơ; 6-Bộ lá hướng dòng; 7-Bộ tổ ong; 8-Ống tăng tốc. 
Các thông số kỹ thuật cơ bản của ống khí động OT-1: 
 - Tốc độ dòng khí trong buồng thí nghiệm: VTN [m/s]: 5 ÷ 50 
 - Kích thước buồng thử (dài x rộng x cao) [mm]: 3800 x 2000 x 1400 
 - Tỷ số nén khí trong ống tăng tốc n: 9 
 - Công suất động cơ quạt gió N [ml]: 260 
Các chỉ tiêu chất lượng của dòng khí được tạo ra trong buồng thử: 
 - Mức độ đồng đều của trường tốc độ mv : 0,93% 
 - Mức độ đồng đều của trường áp suất mp: 0,9% 
 - Độ lệch dòng khí so với trục dọc của buồng thử : 
+ Theo phương đứng a (độ): 0,95 
 + Theo phương ngang b (độ): 0,65 
 - Mức độ rối dòng e: 0,085% 
4 
Buång c«ng t¸c
4
1
2
3
5
6
1. Buång c«ng t¸c 4. Buång ®iÒu khiÓn ®éng c¬
2. Buång ®iÒu khiÓn 5. L¸ huíng dßng 
3. Buång ®éng c¬ qu¹t 6. L¸ tæ ong
 1 
6 5 
8 
2 
7 
33
33
33
33
3 
 Căn cứ vào kết quả khảo sát chất lượng dòng khí trong buồng thử vị trí mặt giới 
hạn được đặt trong phạm vi 150mm so với mặt phẳng dọc trung bình của buồng thử. Còn 
vị trí mô hình cánh và khí cụ bay được đặt cách tiết diện cửa ra của ống tăng tốc từ 900 ÷ 
1200 mm. 
2.2.2. Các thiết bị đo 
 Các thiết bị đo sử dụng trong các thí nghiệm bao gồm: thiết bị đo các lực và 
mômen khí động, thiết bị đo tốc độ dòng khí và bộ khớp xoay hai chiều đo và định vị các 
góc tấn (a) và góc trượt cạnh (b) của mô hình so với dòng khí. 
 - Thiết bị đo lực và momen khí động các lực và momen tác dụng lên mô hình cánh 
và KCB đặt trong dòng khí được đo bằng cân khí động 6 thành phần, dựa trên nguyên lý sử 
dụng các tenzơ biến dạng do hãng SCHENK AeroComp6 của cộng hoà liên bang Đức sản 
xuất; xem trên hình PL2.2. 
 Hình PL2.2: Cân khí động 6 thành phần 
 Biến dạng của các tenzơ được tách độc lập, phụ thuộc vào các lực và momen tác 
dụng tương ứng được giả thiết là tuyến tính đã làm xuất hiện các tín hiệu điện trong các 
cầu đo ở trạng thái cân bằng. Những tiến hiệu điện được khuyếch đại, biến đổi bằng các 
card chuyên dụng rồi được hiển thị trên màn hình máy tính với ba đại lượng lực và ba đại 
lượng về momen. 
Dải đo các lực và mômen của cân khí động SCHENK. 
 Lực dọc (lực cản) Fx [N]: 200 
 Lực pháp (lực nâng) Fy [N]: 300 
 Lực ngang (lực cạnh) Fz [N]: 200 
 Mômen ngang Mx[Nm]: 30 
 Mômen hướng My[Nm]: 30 
 Mômen dọc Mz[Nm]: 30 
 Sai số: 0,5% 
- Thiết bị đo tốc độ dòng khí. 
 Khác với các thiết bị đo tốc độ dòng khí thông thường như ống pittô, trong các thí 
nghiệm ở đây sử dụng tốc kế loại GP68 do hãng HP của Cộng hoà liên bang Đức sản xuất, 
xem trên hình PL2.3. 
Hình PL2.3: Tốc kế loại GP68 
 Tốc kế GP68 gồm có: bộ xử lý và bộ biến đổi hiệu ứng của sóng siêu âm khi truyền 
qua môi trường chất khí. Dải đo tốc độ của tốc kế từ 0,03m/s đến 45m/s với sai số là 0,5%. 
 - Bộ khớp xoay hai chiều (xem trên hình PL2.4) d ng để thay đổi và định vị mô 
hình theo góc tấn (a), góc trượt (b) trong hai mặt phẳng đứng và ngang. 
Truyền cảm đo tốc độ dòng khí Bộ xử lý và hiển thị tốc độ dòng khí 
 1
2
3
4 
Hình PL2.4: Bộ khớp xoay hai chiều 
1- Đế cố định mô hình; 2- Trục xoay thay đổi và định vị theo góc a; 3- Trục xoay thay 
đổi và định vị theo góc b; 4- Đầu cố định với cân khí động 
 PHỤ LỤC 3 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG 
ỐNG KHÍ ĐỘNG 
1. Các kết quả đo 
Hình PL3.1 - Kết quả đo ở vận tốc 20 m/s 
Hình PL3.2 - Kết quả đo ở vận tốc 25 m/s 
Hình PL3.3 - Kết quả đo ở vận tốc 29 m/s 
Hình PL3.3 - Kết quả đo ở vận tốc 34 m/s 
 2. Các kết quả mô phỏng thí nghiệm 
2.1. Kết quả mô phỏng thí nghiệm ở vận tốc 20 m/s (có mô hình và không có 
mô hình xe thu nhỏ) 
Hình PL3.4 - Phân bố áp suất tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.5 - Phân bố vận tốc tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.6 - Đường dòng tại mặt phẳng đối xứng dọc 
 2.2. Kết quả mô phỏng thí nghiệm ở vận tốc 25 m/s (có mô hình và không có 
mô hình xe thu nhỏ) 
Hình PL3.7 - Phân bố áp suất tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.8 - Phân bố vận tốc tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.9 - Đường dòng tại mặt phẳng đối xứng dọc 
 2.3. Kết quả mô phỏng thí nghiệm ở vận tốc 29 m/s (có mô hình và không có 
mô hình xe thu nhỏ) 
Hình PL3.10 - Phân bố áp suất tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.11 - Phân bố vận tốc tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.12 - Đường dòng tại mặt phẳng đối xứng dọc 
 2.4. Kết quả mô phỏng thí nghiệm ở vận tốc 34 m/s (có mô hình và không có 
mô hình xe thu nhỏ 
Hình PL 3.13 - Phân bố áp suất tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.14 - Phân bố vận tốc tại mặt phẳng đối xứng dọc 
Hình PL3.15 - Đường dòng tại mặt phẳng đối xứng dọc