Dispozitiv aerodinamic pentru mărirea aderanţei automobilelor

Abstract

Sinergia dintre CFD (Mecanica fluidelor computațională) şi încercările în tunel au mărit potenţialul optimizării aerodinamicii externe în procesul de dezvoltare al maşinilor de curse. CFD este adesea utilizat în motor sport pentru a optimiza forma automobilului pentru forţa de apăsare (portanţa negativa), rezistenţa la înaintare, corelări cu teste in tunel şi teste pe pistă. Cel mai bun exemplu este procesul de dezvoltare bazat pe CFD al DBRS9 1, care a început cu un model CFD şi a trecut direct pe pistă fără faza de tunel. A cîştigat cursa de 24 de ore de la Le Mans. Pentru a realiza optimizarea formei aripii inversate pe automobilul de curse, trebuie atinsă convergenţa către o metodă de simulare numerică robustă şi de încredere, care să ne permită să comparăm modificări alternative ale aripii. Simularea numerică este dependentă de constângerile de memorie RAM şi timp de simulare. Aceste constrângeri determină strategia de modelare folosită în funcţie de numărul total de noduri din discretizare şi complexitatea geometrică a modelului numeric. Cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât creşte precizia (cu excepţia cazului în care valoarea medie a y+ este greşită - atunci rezultatele vor fi şi mai departe de adevăr), dar timpul de simulare va fi mai îndelungat. Din acest motiv, este necesar să se găsească cel mai bun compromis între costul computaţional al simularii si acurateţe, proces care implică o serie de dificultăţi. De ce ar fi aşa de importantă acurateţea simularii? Un exemplu bun ar fi WINGGRID-ul2, o invenție foarte eficientă în reducerea rezistenţei induse cu 50% sau mai mult, care, nici până în ziua de azi, nu a avut o simulare numerică care să atingă același nivel de eficiență aerodinamică din punct de vedere cantitativ3. În această lucrare se va prezenta o corelare cu succes pentru parametrii calitativi și cantitativi pentru dispozitive de la extremitatea aripii care includ și WINGGRID-ul. Nu trebuie să uităm că există o eroare de până la 5% între diferite teste în tunele aerodinamice pentru aceeași geometrie suflată4. Încercările în zbor pentru winglet au arătat o reducere a rezistenței la înaintare de 7%, în timp ce testele în tunel au arătat o reducere de doar 2%5. Aceasta înseamnă că validarea finală ar trebui să se facă în mediul natural de operare al aripii: teste în zbor pentru domeniul aerospaţial și teste pe pistă pentru motor sport.