Nghiên cứu phương pháp Polynomial Chaos áp dụng cho hệ thống treo trên ô tô

Mục tiêu nghiên cứu của bài viết này là đề xuất sử dụng phương pháp PC để mô phỏng dao động của ô tô và dùng phương pháp Monte Carlo (MC) để kiểm chứng lại phương pháp PC.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phương pháp Polynomial Chaos áp dụng cho hệ thống treo trên ô tô LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu phương pháp Polynomial Chaos áp dụng cho hệ thống treo trên ô tô Study Polynomial Chaos method application for automobile suspension system Đào Đức Thụ, Phạm Văn Trọng, Trần Quang Thanh Email: daoducthu85@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 10/4/2019 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 27/6/2019 Ngày chấp nhận đăng: 28/6/2019 Tóm tắt Trong quá trình nghiên cứu về động lực học của ô tô, việc sử dụng các phần mềm mô phỏng để nghiên cứu sẽ giúp rút ngắn quá trình thử nghiệm và giảm chi phí để tạo ra sản phẩm. Để mô phỏng sát với quá trình thực tế thì số lượng trường hợp mô phỏng là rất lớn và có nhiều tham số không chắc chắn. Phương pháp Polynomial Chaos (PC) là phương pháp có thể đáp ứng các điều kiện trên với thời gian mô phỏng ngắn. Đã có một số công trình trên thế giới nghiên cứu sử dụng phương pháp PC để mô phỏng dao động trên ô tô [6,7]. Tuy nhiên, hiện nay trong nước việc nghiên cứu phương pháp PC còn hạn chế, do đó trong bài viết này chúng tôi đề xuất sử dụng phương pháp PC để mô phỏng dao động của ô tô và dùng phương pháp Monte Carlo (MC) để kiểm chứng lại phương pháp PC. Từ khóa: Phương pháp Monte Carlo; phương pháp Polynomial Chaos; động lực học; biến ngẫu nhiên. Abstract In the study of automobile dynamics, there use of simulation software to study will help shorten the testing process and reduce the cost of creating product. Numerical simulation will help shorten the testing process and the cost of the simulation process. To closely simulate the actual process, the number of simulation cases is very large and there are many uncertain parameters. The Chaos Polynomial method (PC) is a method that can meet the above conditions with a short simulation time. In this article we propose to use the PC method to simulate the suspension system in the car and use the method Monte Carlo method (MC) to verify PC method. Keywords: Monte Carlo method; Chaos Polynomial method; dynamics; random variabletu. 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Phương pháp Monte Carlo Tên gọi của phương pháp này được đặt theo tên của một thành phố ở Monaco. Với phương pháp này sẽ lấy ngẫu nhiên mẫu và tính toán trực tiếp trên các mẫu này, như vậy số lượng mẫu lấy càng lớn thì kết quả càng chính xác. Độ chính xác của kết quả phụ thuộc vào số lượng và cách chọn Hình 1. Sơ đồ khối phương pháp Monte Carlo mẫu. Để có kết quả chính xác cần tính toán với số Với xi, x là tập hợp các mẫu được lấy, theo luật lượng mẫu lớn, do đó cần thời gian tính toán rất số lớn thì giá trị trung bình được tính theo công lớn. Người ta sử dụng phương pháp này để kiểm thức [4, 5]: chứng kết quả. nMC 1 x MC = nMC ∑ x(ξ ) j =1 i (1) Người phản biện: 1. PGS.TS. Trần Văn Như 2. TS. Vũ Hoa Kỳ Với nMC là số lượng lấy mẫu. Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019 43 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1.2. Phương pháp Polynomial Chaos Theo tài liệu [1, 2], mô hình dao động 1/4 trên ô tô được mô tả như sau : Đây phương pháp tính theo xác suất. Với phương .. . . pháp này người ta sẽ chọn một số lượng mẫu nhỏ, ms x1 = −k s ( x1 − x2 ) 3 − c( x1 − x 2 ) (6) tính toán trên các mẫu này, các kết quả còn lại sẽ .. . . được nội suy theo kết quả tính toán ở các mẫu. Do mu x 2 = k s ( x1 − x2 ) 3 + c( x1 − x 2 ) + ku ( z (t ) − x2 ) (7) đó với phương pháp này tính toán với số lượng Với mẫu nhỏ nên thời gian tính toán được rút ngắn, ms: khối lượng của phần được treo; tuy nhiên kết quả có sai số. mu: khối lượng của phần không được treo; ks: độ cứng của hệ thống treo; c: hệ số cản giảm chấn; ku: độ cứng của bánh xe; z(t): độ nhấp nhô của mặt đường; x1(t): hệ tọa độ gắn với thân xe; x2(t): hệ tọa độ gắn với bánh xe. ...