métodos computacionais em eng. térmica e ambiental em - 974
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Universidade Estadual de Campinas. Métodos Computacionais em Eng. Térmica e Ambiental EM - 974. ANÁLISE EM DUAS DIMENSÕES DO ARRASTO EM UM AUTOMÓVEL UTILIZANDO O SOFTWARE PHOENICS. Professor : Eugênio Spanó Rosa Alunos : Leonardo Carpinetti Vieira RA : 044614 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Métodos Computacionais em Eng. Térmica e Ambiental
EM - 974
ANÁLISE EM DUAS DIMENSÕES DO ARRASTO EM UM
AUTOMÓVEL UTILIZANDO O SOFTWARE PHOENICS
Professor: Eugênio Spanó Rosa
Alunos: Leonardo Carpinetti Vieira RA: 044614 Tiago Henrique Machado RA: 046786
Universidade Estadual de Campinas
REVISÃO DA LITERATURA
Importância do estudo do arrasto:
• Melhorar a aerodinâmica do veículo;
• Diminuir consumo de combustível;
• Diminuir emissão de poluentes;
• Baixo custo de desenvolvimento;
• O arrasto é caracterizado por um parâmetro adimensional (Coeficiente de
Arrasto) que se relaciona com a força de arrasto através da seguinte equação:
Av
FC arrastoD 2
2
REVISÃO DA LITERATURA
Evolução da aerodinâmica dos veículos ao longo do século XX:
REVISÃO DA LITERATURA
•A figura à esquerda mostra pressões medidas
experimentalmente em um veículo.
•Distribuição de pressão e arrasto produzido para diferentes
formatos de veículos são mostradas na figura à direita.
REVISÃO DA LITERATURA
•Direcionamento do fluxo de ar devido à presença do
spoiler.
•Variações no arrasto produzido devido à mudanças no
ângulo de ataque do vidro frontal.
MODELOS UTILIZADOS
•Veículos Volkswagen FOX e SPACEFOX.
TESTES DE MALHA, RESÍDUOS, DOMÍNIO E MODELO DE TURBULÊNCIA
•Malha refinada até que não ocorra variação dos resultados
de força calculada e os resíduos de pressão e velocidades
fossem suficientemente pequenos;
•Posição do veículo para que condições de velocidade
próxima de zero na direção de Y na entrada do escoamento;
•Tamanho do domínio necessário para que toda a
recirculação atrás do veículo ocorra antes da saída.
•Foram testados dois modelos de turbulência: KECHEN e
LVEL. O segundo modelo obteve resultados mais próximos da
literatura além de se ser mais simples.
•Malha final utilizada:
TESTES DE MALHA, RESÍDUOS, DOMÍNIO E MODELO DE TURBULÊNCIA
RESULTADOS•Distribuições de Pressão para os dois modelos convencionais:
RESULTADOS•Influências da presença de spoiler sobre a pressão para os dois
modelos:
RESULTADOS•Influências da mudança do ângulo do vidro sobre a pressão
para os dois modelos:
RESULTADOS•Distribuições de Velocidade para os dois modelos
convencionais:
RESULTADOS•Distribuições de Velocidade para os dois modelos
convencionais:
RESULTADOS•Influências da presença de spoiler sobre a velocidade para os
dois modelos:
RESULTADOS•Influências da presença de spoiler sobre a velocidade para os
dois modelos:
RESULTADOS•Influências da mudança do ângulo do vidro sobre a
velocidade para os dois modelos:
RESULTADOS
DC
•Coeficiênte de Arrasto para os modelos convencionais
Av
FC arrastoD 2
2
Modelo do Automóvel Coeficiente de Arrasto ( )
Fox Convencional 0,3892
SpaceFox Convencional 0,3655
RESULTADOS•Influência do spoiler no coeficiênte de arrasto para os dois
modelos.
DCModelo do Automóvel Coeficiente de Arrasto ( )
Fox com Spoiler 0,3993
SpaceFox com Spolier 0,3666
RESULTADOS•Influência da mudança do ângulo do vidro sobre o coeficiente
de arrasto para os dois modelos:
DCModelo do Automóvel Coeficiente de Arrasto ( )
Fox com vidro diferente 0,4068
SpaceFox com vidro diferente 0,3832
CONCLUSÕES
•Os resultados obtidos nos cálculos dos coeficientes de arrasto,
ficaram dentro do esperado e de acordo com os dados obtidos na
revisão da literatura, mostrando que o software é uma ferramenta
muito útil para a análise do escoamento ao redor de um automóvel.
•A pressão é alta ao redor do nariz do veículo. A pressão diminui
um pouco, mas ainda continua alta na base do pára-brisas.
•Regiões de baixa pressão ocorrem no alto dos pára-brisas e
acima do teto do automóvel.
CONCLUSÕES•A velocidade do ar acima do teto foi cerca de 30% maior o que a
de corrente livre.
•A região atrás do veículo apresentou, como esperado, uma
esteira de velocidade, com recirculação do fluxo de ar.
•A adição de spoilers nos veículos modelados mostrou-se pouco
eficiente em termos aerodinâmicos. As variações obtidas foram
muito pequenas, o que mostra que a spoiler tem mais função
estética do que propriamente função de melhorar o desempenho do
veículo.
CONCLUSÕES
•Com relação ao ângulo do vidro frontal do carro, notou-se que o
aumento do ângulo causa o aumento do arrasto. O aumento do
arrasto para uma variação de 10° no ângulo do vidro foi de
aproximadamente 0,018 para os dois veículos, o que ficou dentro do
esperado de acordo com dados bibliográficos.
•Com isso, conclui-se que a simulação feita no software é
bastante satisfatória e nos dá resultados confiáveis, podendo servir
de primeiro passo para o desenvolvimento de veículos mais
eficientes em termos aerodinâmicos.