Optimización de forma híbrida basada en dos dimensiones de un alerón delantero de un coche de Fórmula 1 de 5 elementos bajo las regulaciones de la FIA
Autores: Granados-Ortiz, Francisco-Javier; Morales-Higueras, Pablo; Ortega-Casanova, Joaquín; López-Martínez, Alejandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización de forma híbrida basada en dos dimensiones de un alerón delantero de un coche de Fórmula 1 de 5 elementos bajo las regulaciones de la FIA
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Alas delanteras
Rendimiento aerodinámico
Coches de carrera de fórmula 1
Optimización
Forma híbrida
Regulaciones
Licencia
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Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las alas frontales son un elemento clave en el rendimiento aerodinámico de los coches de carreras de Fórmula 1. Por lo tanto, su optimización contribuye de manera importante al rendimiento de los coches en las carreras. Sin embargo, su diseño está limitado por la regulación, lo que dificulta encontrar buenos diseños. El presente trabajo desarrolla un enfoque híbrido de optimización de formas para obtener un ala frontal de cinco elementos óptima bajo las regulaciones de la FIA y 17 parámetros de diseño. Se obtiene un primer diseño base mediante optimización paramétrica, sobre el cual se aplica el método adjunto para la optimización de formas a través de la deformación de mallas con funciones de base radial. El candidato de ala frontal óptima obtenido supera el diseño base paramétrico hasta en un 25% en ciertas posiciones locales. Esto muestra que el enfoque híbrido propuesto y probado puede ser una alternativa muy eficiente. Aunque se podría desarrollar un enfoque de optimización 3D directo, los costos computacionales aumentarían drásticamente (posiblemente inasequibles para una forma realista de ala frontal de cinco elementos tan compleja con 17 parámetros de diseño y restricciones regulatorias). Por lo tanto, el presente enfoque es de gran interés si el presupuesto computacional es bajo y/o se desea un nuevo diseño de ala frontal rápido, lo cual es un escenario frecuente en el diseño de coches de carreras de Fórmula 1.
Descripción
Las alas frontales son un elemento clave en el rendimiento aerodinámico de los coches de carreras de Fórmula 1. Por lo tanto, su optimización contribuye de manera importante al rendimiento de los coches en las carreras. Sin embargo, su diseño está limitado por la regulación, lo que dificulta encontrar buenos diseños. El presente trabajo desarrolla un enfoque híbrido de optimización de formas para obtener un ala frontal de cinco elementos óptima bajo las regulaciones de la FIA y 17 parámetros de diseño. Se obtiene un primer diseño base mediante optimización paramétrica, sobre el cual se aplica el método adjunto para la optimización de formas a través de la deformación de mallas con funciones de base radial. El candidato de ala frontal óptima obtenido supera el diseño base paramétrico hasta en un 25% en ciertas posiciones locales. Esto muestra que el enfoque híbrido propuesto y probado puede ser una alternativa muy eficiente. Aunque se podría desarrollar un enfoque de optimización 3D directo, los costos computacionales aumentarían drásticamente (posiblemente inasequibles para una forma realista de ala frontal de cinco elementos tan compleja con 17 parámetros de diseño y restricciones regulatorias). Por lo tanto, el presente enfoque es de gran interés si el presupuesto computacional es bajo y/o se desea un nuevo diseño de ala frontal rápido, lo cual es un escenario frecuente en el diseño de coches de carreras de Fórmula 1.