NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG DAO ĐỘNG CHẤT LỎNG TRONG XE BỒN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG MÔ PHỎNG

Tóm tắt

Hiện tượng dao động chất lỏng trong xe bồn chở xăng dầu có thể gây mất ổn định động học, làm tăng nguy cơ mất ổn định và tai nạn, đồng thời tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu này mô phỏng hiện tượng dao động chất lỏng trong xe bồn chở xăng dầu, sử dụng phương pháp đồng mô phỏng giữa Simcenter STAR-CCM+ và Simcenter Amesim. STAR-CCM+ được sử dụng để mô phỏng dòng chảy chất lỏng bằng phương pháp Volume of Fluid (VOF), trong khi Amesim mô hình hóa hệ thống cơ khí của xe, bao gồm hệ thống treo và chuyển động tổng thể của thân xe. Hai phần mềm trao đổi dữ liệu thời gian thực qua giao thức COSIM NETWORKS, với STAR-CCM+ cung cấp lực và moment từ dao động chất lỏng, còn Amesim cập nhật vị trí và vận tốc xe. Kết quả cho thấy ảnh hưởng của tốc độ lên độ ổn định xe khi đi qua đoạn đường mấp mô dạng sóng. Nghiên cứu khẳng định hiệu quả của đồng mô phỏng trong phân tích đa vật lý, hỗ trợ tối ưu trong việc đánh giá thiết kế xe bồn và nâng cao an toàn vận tải.

 

Title

RESEARCH ON LIQUID SLOSHING EFFECT IN TANKER TRUCKS USING COSIMULATION

Abstract

This research investigates the fluid dynamic phenomena associated with the liquid sloshing effect within tanker trucks, which can induce instability during vehicular motion, thereby elevating the risk of accidents and environmental contamination. The study employs a coupled simulation methodology integrating Simcenter STAR-CCM+ and Simcenter Amesim through a co-simulation framework. STAR-CCM+ utilizes the Volume of Fluid (VOF) approach to model the free-surface flow of the liquid, while Amesim simulates the vehicle's mechanical subsystems, including suspension dynamics and overall kinematic behavior. Data exchange between the two environments is facilitated in real-time via the COSIM NETWORKS protocol, with STAR-CCM+ providing forces and moments generated by the liquid sloshing, which then fed to Amesim to update the vehicle's position and velocity. The simulation results show the impact of vehicle speed on stability characteristics during traversal of a sinusoidally varying road profile. The findings support the effectiveness of the co-simulation approach in multi-physics analysis, offering a robust framework for optimizing tanker truck design and enhancing transportation safety.