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Investigación numérica y análisis de interacción fluido-estructura (FSI) en un ala compuesta simplificada de doble elemento de Fórmula Uno (F1) en presencia del efecto suelo

Autores: Bang, Chris Sungkyun; Rana, Zeeshan A.; Könözsy, László; Marchante Rodriguez, Veronica; Temple, Clive

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Investigación numérica y análisis de interacción fluido-estructura (FSI) en un ala compuesta simplificada de doble elemento de Fórmula Uno (F1) en presencia del efecto suelo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Aerodinámico
Comportamiento estructural
Ala delantera
Fórmula Uno
Interacción fluido-estructura
Rendimiento aerodinámico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este artículo de investigación se centra en un acoplamiento novedoso del comportamiento aerodinámico y estructural de un ala delantera compuesta de doble elemento de un vehículo de Fórmula Uno (F1), que fue simulado y estudiado por primera vez aquí. Para lograr este objetivo, se empleó un método de acoplamiento bidireccional modificado en el contexto de la computación de alto rendimiento (HPC) para simular una configuración de interacción fluido-estructura (FSI) en estado estacionario utilizando el paquete de software ANSYS. El ala delantera juega un papel clave en la generación de fuerzas aerodinámicas y en el control del flujo de aire fresco para maximizar el rendimiento aerodinámico de un coche de F1. Por lo tanto, el ala delantera compuesta se deflecta bajo condiciones de carga aerodinámica debido a su comportamiento elástico, lo que puede llevar a cambios en el campo de flujo y en el rendimiento aerodinámico del ala. Para reducir la incertidumbre de las simulaciones, se llevó a cabo un estudio de sensibilidad de la malla y la evaluación de diferentes modelos de turbulencia en ingeniería. La contribución práctica de nuestras investigaciones es la cuantificación del efecto acoplado del rendimiento aerodinámico y estructural del ala y una comprensión de la influencia de las alturas de conducción en el efecto suelo. Se encontró que las distribuciones de presión superficial numérica obtenidas, las fuerzas aerodinámicas y los perfiles de estela muestran un acuerdo preciso con los datos experimentales tomados de la literatura.

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