Desarrollo de un Marco de Investigación Numérica para el Acoplamiento de Vehículos Terrestres
Autores: Bounds, Charles Patrick; Rajasekar, Sudhan; Uddin, Mesbah
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Desarrollo de un Marco de Investigación Numérica para el Acoplamiento de Vehículos Terrestres
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Dinámica de flujos
Interacciones de vehículos
Modelos de turbulencia
Dinámica de fluidos computacional
Simulaciones de CFD
Modelo DrivAer
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un estudio sobre la dinámica del flujo que involucra interacciones entre vehículos. Para ello, este estudio primero explora las capacidades de predicción aerodinámica de modelos de turbulencia populares utilizados en simulaciones de dinámica de fluidos computacional que involucran objetos en tándem y, por lo tanto, presenta un marco para simulaciones de CFD de agrupamiento de vehículos terrestres utilizando un modelo de vehículo realista, DrivAer. Considerando la disponibilidad de datos experimentales, la metodología de simulación se desarrolla primero utilizando una disposición en tándem de cubos montados en la superficie, lo que requiere una comprensión del papel de los modelos de turbulencia y los impactos de los coeficientes de cierre del modelo de turbulencia asociado en la veracidad de la predicción. Se observó que la precisión de la predicción del modelo de turbulencia SST k- puede mejorarse significativamente mediante el uso de una combinación de valores modificados para los coeficientes de cierre. Además, los estudios de validación iniciales revelan la incapacidad del enfoque de Navier-Stokes promediado en Reynolds no estacionario (URANS) para resolver el despertar lejano y su fragilidad al simular interacciones entre cuerpos en tándem. El enfoque de Simulaciones de Vórtices Desprendidos Mejoradas con Retraso (IDDES) puede resolver los despertares con una precisión razonable. La metodología de simulación validada se aplica luego al modelo DrivAer de fastback a diferentes separaciones longitudinales. Los resultados muestran que, a medida que se reduce la separación longitudinal, la resistencia del automóvil que sigue aumenta mientras que la resistencia del automóvil líder disminuye, lo que apoya explicaciones previas sobre la impingencia de vórtices como la razón de los cambios en la resistencia. Además, a diferencia del caso de agrupamiento que involucra cuerpos de Ahmed, la resistencia del modelo que sigue no regresa a un valor de estado aislado en una separación de dos longitudes de automóvil. Sin embargo, el impacto de la resolución del despertar lejano de un modelo DrivAer detallado y su implicación en la caracterización CFD de la aerodinámica de interacción entre vehículos necesita más investigaciones.
Descripción
Este documento presenta un estudio sobre la dinámica del flujo que involucra interacciones entre vehículos. Para ello, este estudio primero explora las capacidades de predicción aerodinámica de modelos de turbulencia populares utilizados en simulaciones de dinámica de fluidos computacional que involucran objetos en tándem y, por lo tanto, presenta un marco para simulaciones de CFD de agrupamiento de vehículos terrestres utilizando un modelo de vehículo realista, DrivAer. Considerando la disponibilidad de datos experimentales, la metodología de simulación se desarrolla primero utilizando una disposición en tándem de cubos montados en la superficie, lo que requiere una comprensión del papel de los modelos de turbulencia y los impactos de los coeficientes de cierre del modelo de turbulencia asociado en la veracidad de la predicción. Se observó que la precisión de la predicción del modelo de turbulencia SST k- puede mejorarse significativamente mediante el uso de una combinación de valores modificados para los coeficientes de cierre. Además, los estudios de validación iniciales revelan la incapacidad del enfoque de Navier-Stokes promediado en Reynolds no estacionario (URANS) para resolver el despertar lejano y su fragilidad al simular interacciones entre cuerpos en tándem. El enfoque de Simulaciones de Vórtices Desprendidos Mejoradas con Retraso (IDDES) puede resolver los despertares con una precisión razonable. La metodología de simulación validada se aplica luego al modelo DrivAer de fastback a diferentes separaciones longitudinales. Los resultados muestran que, a medida que se reduce la separación longitudinal, la resistencia del automóvil que sigue aumenta mientras que la resistencia del automóvil líder disminuye, lo que apoya explicaciones previas sobre la impingencia de vórtices como la razón de los cambios en la resistencia. Además, a diferencia del caso de agrupamiento que involucra cuerpos de Ahmed, la resistencia del modelo que sigue no regresa a un valor de estado aislado en una separación de dos longitudes de automóvil. Sin embargo, el impacto de la resolución del despertar lejano de un modelo DrivAer detallado y su implicación en la caracterización CFD de la aerodinámica de interacción entre vehículos necesita más investigaciones.