Nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội của con người đặt ra những vấn đề
đòi hỏi các phải sử dụng những phương tiện, thiết bị làm việc trên mặt và
trong lòng nước, ví dụ như tàu thủy, chân vịt, tàu lặn, và cần không
ngừng nâng cao hiệu suất làm việc và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng của
chúng. Nghiên cứu về động lực học dòng chảy nhiều pha không có/có
chuyển pha rất được quan tâm vì dòng chảy quanh các phương tiện, thiết
bị nêu trên thường là dòng chảy nhiều pha (chứa cả pha lỏng, pha
khí/hơi, ). Trong dòng chảy nhiều pha, khoang khí/hơi có thể xuất hiện
(theo cách nhân tạo hoặc tự nhiên) ở những điều kiện dòng chảy thích
hợp, khi đó, dòng chảy được gọi là dòng chảy có khoang khí/hơi. Khi có
khoang khí/hơi bao bọc bề mặt các thiết bị trong dòng chảy, lực cản do
ma sát giữa bề mặt thiết bị với chất lỏng xung quanh có thể giảm đáng kể
(có thể giảm 90%), nhiều thiết bị có thể di chuyển với vận tốc cao mà tiêu
thụ ít nhiên liệu hơn [31]. Vì vậy, dòng chảy có khoang khí/hơi đang được
quan tâm nghiên cứu và ứng dụng hiện nay ở cả trên thế giới và Việt Nam.
Do sự phức tạp của các hiện tượng trong dòng chảy việc nghiên cứu
dòng chảy này cho đến nay vẫn gặp nhiều khó khăn cả trong nghiên cứu
lý thuyết và thực nghiệm cần tiếp tục thực hiện những nghiên cứu sâu sắc
hơn nữa. Những công cụ mô phỏng số góp sức đáng kể trong nghiên cứu
dòng chảy này. Trong đó, OpenFOAM (Open Source Field Operation And
Manipulation) là một công cụ có nhiều ưu điểm, nổi bật nhất là cho phép
người dùng được can thiệp vào mã nguồn để hoàn thiện các mô hình có
sẵn và phát triển những mô hình tính toán mới phục vụ nhu cầu cụ thể của
các nghiên cứu [35,37]. Việc làm chủ được OpenFOAM sẽ giúp thực hiện
những nghiên cứu sâu sắc về động lực học dòng chảy nói chung và dòng
chảy không có/có chuyển pha hay dòng chảy có khoang khí/hơi nói riêng.
Vì vậy, học viên lựa chọn đề tài của Luận văn là “Nghiên cứu, ứng dụng
bộ chương trình OpenFOAM trong tính toán động lực học dòng chảy
không có/có chuyển pha”.
