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
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
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.
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.