TECNICA MUSI 2015 – ANALISI AERODINAMICA- 2 Parte

ANALISI  AERODINAMICA- CONFRONTO DEI DUE PROFILI

aimar_alberto

Inserisco una schermata di esempio per quel che riguarda l’analisi computazionale aerodinamica dei due profili per avere una idea di quel che significa CFD, di modo che possiate sapere cosa è ogni volta che lo sentirete nominare.

Si imposta la Temperatura, la pressione, la velocità del flusso, il volume di controllo e il profilo investo per poter ottenere una sorta di diagramma delle velocità attorno ad esso. Il programma è poi in grado di generare dei REPORT FINALI in cui vengono descritti i vari fattori e dati in gioco.

Nose_2015_CFD

 

Le linee rappresentano la corrente mentre il cambiamento di colore esprime la variazione di velocità.

NB: ne approfitto per far notare un concetto su cui ho sempre premuto durante l’anno. Si può vedere che essendo la parte inferiore una zona che aumenta la sezione di passaggio tra superficie e asfalto, vediamo il flusso diventare giallo e quindi scendere da 30 a 27m/sec. Come sempre detto questo implica un aumento di pressione e ciò è negativo perché riduce la deportanza della vettura.

Si noti ancora una cosa: come velocità del veicolo ho impostato per l’analisi 30 m/sec che corrispondono a circa 110kmh.

Nose_2015_CFD2

 

Ora vediamo l’analisi del profilo voluto dalla FIA (senza naso).

Anche per questo flusso ho impostato una velocità di 110kmh che corrispondono a circa 30m/sec. Lo stesso effetto visto e descritto nel profilo precedente, per quel che riguarda la zona inferiore viene evidenziato anche in questa tipologia di forma con la differenza che la pressione aumenta prima (svantaggio).

Nose_2015_CFD3

Il risultato è, per il primo profilo:

Nose_2015_CFD4

 

Voglio solo più inserire una analisi qualitativa della variazione di velocità che compete al flusso per superare l’ostacolo del profilo, per quanto riguarda entrambi i casi, cosi da fare un confronto per dal punto di vista della resistenza di forma delle due tipologie.

Inserisco due immagini affiancate di cui la prima in basso è quella riguardante il profilo senza naso mentre quella in alto è quella riguardante il profilo con la protuberanza che abbiamo imparato a conoscere in questo anno.
Nose_2015_CFD5

In primissima analisi sembra che per il profilo desiderato dalla FIA potrebbe esserci maggiore stabilità del flusso, data dalle forme più delicate del profilo che distorcono l’aria in modo più “lento”.

Sebbene questi due profili abbiano entrambi svantaggi e vantaggi, il fatto di aver usato la protuberanza in questo anno, e il motivo per cui potrebbe ancora essere usata dalle squadre è la maggiore quantità di aria alla parte inferiore, che comprende il flusso che deve raggiungere il fondo piatto e il diffusore.

Chiaramente questo aspetto vantaggioso rispetto al 2014 sarà molto, ma molto, ridimensionato.

 COME CAPIRE SE UNA PREVISIONE E’ CORRETTA?

La prima cosa da fare, prima di qualsiasi studio aerodinamico che si possa effettuare per vedere se è vantaggiosa, è lo studio della sezione resistente dato che sarà poi lei a dover sorbire il primo impatto in caso di incidente.

Di idee ve ne sono molte online, in giro per i siti, ma non tutte potrebbero andare bene (e parlo anche per quelle che verranno pubblicate in futuro).

Da cosa dipende la resistenza di una struttura?da tre principali fattori:

–         il materiale

–         la sua disposizione

–         la sua forma

il materiale è praticamente sempre carbonio in fibra, e a tal proposito ho inserito una serie di articoli presenti su AEROSPACE-WORLD al seguente link, stto la voce MATERIALI (per chi volesse approfondire), che vi aiuterà a capire come funziona questo particolarissimo elemento.

http://aimaralberto.wix.com/aerospace-world#!engineering2/c3d4

la sua disposizione  è di notevole importanza perché determinerà, oltre ala forza massima che può supportare il materiale, la resistenza più elevata che il componente può resistere.

Ricordo infatti una serie di equazioni:

-M=momento resistente (vedi figura)

-I = momento di inerzia della sezione che subisce lo sforzo.
Nose_2015_CFD6

formula

schema_muso_2015

Se notiamo, nella formula compare r^2 che è la distanza di ogni piccolo quantitativo di materiale che compone l’oggetto.

Per avere lo sforzo massimo il M viene diviso proprio per I, cosi da dedurre che serve avere I il più elevato possibile.

Allora deduciamo che r^2 deve essere molto alto, ovvero dobbiamo avere una sezione di dimensioni elevate.

Questo è il primo fattore che deve saltare all’occhio per capire quando una forma può o non può essere plausibile.

Quindi sarebbe meglio non fidarsi di struttura con elementi eccessivamente sottili.

PROFILO STILE LOTUS

Una piccola parentesi va aperta per questa tipologia di profilo che noi abbiamo deciso di chiamare a tricheco proprio in ricordo della Williams che fu la prima a presentare un concetto simile.

Esiste un paragrafo del regolamento che dice:

regolamento

Ogni sezione deve individuare una singola area. Questa è la prima implicazione che cancella la possibilità di una struttura del tipo visto sulla Lotus fino ad oggi. Mi sono comunque permesso di cercare il pelo nel uovo, dato che per motivi grammaticali questo paragrafo può essere frainteso, ma la sezione di 9000mm^2 e la sua larghezza ridotta impedisce di fatto un buon sfruttamento di questo tipo di forma, cosi da rendere molto difficile una soluzione di questo tipo.

Ricordo ancora, però, che non voglio fare previsioni, dato che ogni tecnico ragiona a suo modo e i team hanno sicuramente più dato di me per poter scegliere le varie configurazioni.

Quello che avete letto è uno spunto e vuole essere solo un chiarimento tra tutte le voci che si sentono dire. Prendetelo come una base per poter capire, tra tutte le cose che leggete, ciò che può essere reale e ciò che invece non lo è! A presto!

> LEGGI PARTE1 

Articolo dell’Ing.  Aimar Alberto SITO:

AIMARALBERTO.WIX.COM/AEROSPACE-WORLD

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