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Métodos Computacionais em Eng. Térmica e Ambiental EM - 974 ANÁLISE EM DUAS DIMENSÕES DO ARRASTO EM UM AUTOMÓVEL UTILIZANDO O SOFTWARE PHOENICS Professor.

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1 Métodos Computacionais em Eng. Térmica e Ambiental EM ANÁLISE EM DUAS DIMENSÕES DO ARRASTO EM UM AUTOMÓVEL UTILIZANDO O SOFTWARE PHOENICS Professor : Eugênio Spanó Rosa Alunos : Leonardo Carpinetti Vieira RA : Tiago Henrique Machado RA : Universidade Estadual de Campinas

2 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:

3 REVISÃO DA LITERATURA Evolução da aerodinâmica dos veículos ao longo do século XX:

4 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.

5 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.

6 MODELOS UTILIZADOS Veículos Volkswagen FOX e SPACEFOX.

7 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.

8 Malha final utilizada: TESTES DE MALHA, RESÍDUOS, DOMÍNIO E MODELO DE TURBULÊNCIA

9 RESULTADOS Distribuições de Pressão para os dois modelos convencionais:

10 RESULTADOS Influências da presença de spoiler sobre a pressão para os dois modelos:

11 RESULTADOS Influências da mudança do ângulo do vidro sobre a pressão para os dois modelos:

12 RESULTADOS Distribuições de Velocidade para os dois modelos convencionais:

13 RESULTADOS Distribuições de Velocidade para os dois modelos convencionais:

14 RESULTADOS Influências da presença de spoiler sobre a velocidade para os dois modelos:

15 RESULTADOS Influências da presença de spoiler sobre a velocidade para os dois modelos:

16 RESULTADOS Influências da mudança do ângulo do vidro sobre a velocidade para os dois modelos:

17 RESULTADOS Coeficiênte de Arrasto para os modelos convencionais Modelo do Automóvel Coeficiente de Arrasto ( ) Fox Convencional0,3892 SpaceFox Convencional0,3655

18 RESULTADOS Influência do spoiler no coeficiênte de arrasto para os dois modelos. Modelo do AutomóvelCoeficiente de Arrasto ( ) Fox com Spoiler0,3993 SpaceFox com Spolier0,3666

19 RESULTADOS Influência da mudança do ângulo do vidro sobre o coeficiente de arrasto para os dois modelos: Modelo do AutomóvelCoeficiente de Arrasto ( ) Fox com vidro diferente0,4068 SpaceFox com vidro diferente0,3832

20 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.

21 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.

22 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.


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