Author(s): Oliveira, Igor Carvalho Santos de
Date: 2017
Origin: Oasisbr
Subject(s): Efeito solo (Aerodinâmica); Turbulência; Dinâmica dos fluidos; Engenharia automotiva; Efeito solo (Aerodinâmica); Efeito solo (Aerodinâmica); Turbulência; Turbulência; Dinâmica dos fluidos; Dinâmica dos fluidos; Engenharia automotiva; Engenharia automotiva
Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.
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Estudo aerodinâmico de uma asa de Fórmula 1 em efeito solo usando ferramentas CFD para estabelecer diretrizes de abordagem numérica deste tipo de aplicação. Comparando diferentes modelos de turbulência e elementos de malha disponibilizados pelo pacote comercial StarCCM+, o trabalho teve foco nas simulações das Equações Médias de Reynolds (RANS) sobre a asa dianteira de um F1 Tyrrel 026. Dados de experimentos realizados no túnel de vento de cinta rotativa da Universidade de Southampton com esta mesma asa são utilizados para validação. Os modelos de turbulência avaliados são Spalart-Allmaras e - e os elementos de malha são tetraédrico, dodecaédrico e hexaédrico. O coeficiente de sustentação e arrasto são plotados contra a altura adimensional e comparados com o resultado experimental. As estruturas e fenômenos do escoamento também são comparadas com resultados de técnicas PIV e LDA utilizadas no experimento. Os resultados obtidos demonstram que os fenômenos do escoamento ocorrem para regiões um pouco mais altas para as simulações numéricas quando comparados com os resultados experimentais. As curvas de sustentação foram subestimadas e as de arrasto foram superestimadas para a grande maioria dos casos, havendo maior divergência para as regiões mais distantes do solo. O modelo - apresentou resultados mais precisos para o arrasto. Nenhum modelo de malha demonstrou superioridade absoluta sobre os outros nos critérios avaliados.
A study of a Formula 1 wing in ground effect using CFD tools in order to establish guidelines for a numerical approach on this type of flow simulation comparing various types of turbulence models and mesh elements provided by commercial CFD package StarCCM+. The work focuses specifically on RANS simulations of the F1 Tyrrel 026 front wing for which experimental work has been conducted at the University of Southampton’s moving belt wind tunnel. Spalart-Allmaras and - turbulence models are evaluated as well as Tetrahedral, Dodecahedral and Hexahedral mesh elements. The coefficient of lift and drag are plotted against the height – cord ratio and compared with the experimental results. The flow structures are also compared with the ones observed by PIV and LDA techniques in the experiment. The simulations show that the flow structures occur in slightly further regions from the ground when compared to the experimental data. Lift curves were underestimated and Drag curves were overestimated for the majority of the cases and greatest divergences happened for the greatest heights. - turbulence model showed better results for drag prediction. None of the mesh element geometries showed superiority over the others against all of the criteria evaluated.
