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Investigando el impacto de las características estructurales en el rendimiento del difusor de un coche de F1 utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)

Autores: Nebot, Eugeni Pérez; Gupta, Antim; Mahak, Mahak

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigando el impacto de las características estructurales en el rendimiento del difusor de un coche de F1 utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Estudio
Rendimiento aerodinámico
Difusor
CFD
Ubicaciones de las aletas
Posiciones de los flaps finales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio utiliza la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para optimizar el rendimiento aerodinámico de un difusor de un coche de Fórmula 1 (F1), investigando los efectos de la ubicación de las aletas, las posiciones de los faldones y otras modificaciones estructurales. Los difusores son críticos para gestionar el flujo de aire, mejorar la fuerza descendente y reducir la resistencia, influyendo directamente en la estabilidad y velocidad del vehículo. A pesar de los avances continuos, la interacción entre los diseños de difusores y la dinámica del flujo turbulento requiere una exploración adicional. Se desarrolló una metodología CFD basada en RANS tridimensional k-Omega-SST para evaluar el rendimiento aerodinámico de diversas configuraciones de difusores utilizando Star CCM+. Los hallazgos revelan que agregar una aleta lateral paralela a la sección de divergencia mejoró la distribución del flujo de fluido de alta intensidad dentro del canal principal, logrando un incremento del 13.49% en la fuerza descendente y una reducción del 5.58% en la resistencia en comparación con la simulación base. Sin embargo, incorporar un faldón de sección transversal de perfil aerodinámico paralelo al extremo de divergencia mejora significativamente el rendimiento del coche, lo que conlleva una mejora sustancial en la fuerza descendente con un aumento relativamente pequeño en la resistencia aerodinámica. Esto subraya la importancia crítica de la posición precisa de los faldones para optimizar la eficiencia aerodinámica. Además, también se analizó la influencia de agregar faldones debajo de la sección de divergencia para manipular la separación de la capa límite y lograr un rendimiento mejorado al producir una fuerza descendente adicional. Esta investigación enfatiza el papel crítico de la gestión de los vórtices para prevenir el desprendimiento del flujo y mejorar la eficiencia del difusor. Los hallazgos ofrecen información valiosa para posibles cambios en la regulación del fondo en FIA F1 2023, con implicaciones para tiempos de vuelta más rápidos y una mayor competitividad en los deportes de motor.

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