Mô phỏng cơ chế di chuyển "siêu xe" của Ông già Tuyết

, Theo Trí Thức Trẻ 10:36 23/12/2014
Chia sẻ

Cùng tìm hiểu cơ chế giúp chiếc xe trượt tuyết của ông già Noel "lao đi trong gió".

Nhắc tới Giáng sinh, tới ông già Noel, chúng ta thường nghĩ ngay tới hình ảnh ông lão có gương mặt phúc hậu, chiếc bụng phệ, bộ râu trắng, mặc bộ quần áo đỏ với bao quà sau lưng cưỡi cỗ xe tuần lộc vào đêm Giáng sinh đi phát quà cho trẻ em trên khắp thế giới.

Mô phỏng cơ chế di chuyển "siêu xe" của Ông già Tuyết 1

Tuy nhiên, bạn đã bao giờ tự hỏi, cỗ xe trượt tuyết sẽ di chuyển theo cơ chế như thế nào chưa? Để trả lời câu hỏi này, các chuyên gia đã hợp tác với ANSYS - một công ty chuyên về phần mềm mô phỏng ảo để tái tạo mô hình không khí lưu thông quanh cỗ xe trượt tuyết.

Mô phỏng cơ chế di chuyển "siêu xe" của Ông già Tuyết 2

Theo đó, cỗ xe sẽ lao đi với vận tốc 150m/s - tương đương tốc độ của một chiếc máy bay thương mại.

Nhà nghiên cứu Gilles Eggenspieler thuộc ANSYS cho biết: "Chúng tôi tính toán trực tiếp dựa vào mô hình của các luồng không khí. Có một khối lượng lớn không khí bao quanh phần đầu và phần sau của cỗ xe".

Bản thân chiếc xe trượt tuyết có dạng khí động học hợp lý, được tính toán hết sức chính xác nhằm làm giảm lực cản không khí. Bởi vậy mà bạn thường thấy phía đầu xe trượt tuyết thường trơn tru và cong. Điều này sẽ làm giảm sức cản và lao đi với tốc độ mạnh mẽ hơn.

Cụ thể, một chiếc xe chuyển động bao giờ cũng chịu tác dụng của 4 lực: lực kéo, lực cản của không khí, lực hấp dẫn và lực nâng. 

Mô phỏng cơ chế di chuyển "siêu xe" của Ông già Tuyết 3

Trong hình ảnh mô phỏng, các đường vân thể hiện đường đi của luồng không khí xung quanh xe trượt tuyết. Những luồng không khí lưu thông sẽ bị hút vào phía sau của xe, gây ra vùng áp thấp, phần nào kéo xe ngược lại. Bởi vậy, những chú tuần lộc sẽ phải làm việc cật lực để chống lại lực cản này. 

Xe trượt càng di chuyển nhanh, lực tăng này càng lớn, cho tới mức lực nâng thắng được trọng lực Trái đất, nhấc bổng cỗ máy khổng lồ lên không trung và lao đi.

Mô phỏng cơ chế di chuyển "siêu xe" của Ông già Tuyết 4

Tuy nhiên, các chuyên gia ANSYS phát hiện ra, với chiếc xe trơn tru, cong phía đầu và sau sẽ giúp chiếc xe vận hành tốt hơn nhiều. Những đường cong, trơn loại bỏ 90% lực cản và cho phép không khí lưu thông xung quanh chiếc xe.

Mô phỏng cơ chế di chuyển "siêu xe" của Ông già Tuyết 5

Nhà nghiên cứu Gilles Eggenspieler đùa vui rằng: "Hiểu được cơ chế này, biết đâu hàng ngàn ý tưởng nhằm thiết kế "siêu xe" trượt tuyết của ông già Noel lại ra đời. Đến lúc đó, thay bằng chú tuần lộc, ông già Tuyết lại có thể vi vu trên chiếc "siêu xe" đích thực của mình".

Nguồn: Popular Science