TITULO: DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ARRASTO AERODINÂMICO PARA UM VEÍCULO

DO TIPO BAJA-SAE ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO EM SOFTWARE SolidWorks 2012®

Rafael Delmunde.1,2; Huemerson Maceti.1,6;

1Centro Universitário Hermínio Ometto – UNIARARAS, Araras, SP.; 2Discente; 3Profissional; 4Docente; 5Co-orientador; 6Orientador.

1. INTRODUÇÃO

No campo automobilístico, a busca pela maior eficiência se resume em

promover menor consumo de combustível reduzindo os esforços externos sobre o

veículo. A aerodinâmica tem sido amplamente estudada para esse fim. O presente

trabalho foi desenvolvido com base no protótipo Baja da Equipe Bajarara –

UNIARARAS, visando uma contribuição no projeto e estudo de sua aerodinâmica.

2. OBJETIVO

O trabalho visa determinar, através de simulações computacionais,

utilizando-se para isso o software SolidWorks 2012®, o Coeficiente de Arrasto

Aerodinâmico (Cx) tendo como base um protótipo off-road do tipo Baja-SAE,

construído pela Equipe Bajarara – UNIARARAS.

5. CONCLUSÃO

O presente trabalho se mostrou eficaz na determinação do coeficiente de arrasto

aerodinâmico do veículo, de forma confiável e eficiente com relação a observação dos

pontos onde há evidente foco de pressão e turbulência. Dessa forma, podemos apontar

para a equipe onde podemos promover alterações que acabem por melhorar a

aerodinâmica do veículo, e consecutivamente o consumo de combustível.

6. REFERÊNCIAS BRUNETTI, F. Motores de Combustão Interna. 3ªEd. São Paulo, SP: Blücher, 2012. Vol.1.

CANALE, A. C. Automobilistica Dinâmica e Desempenho. 1ªEd. São Paulo, SP: Érica, 1989. 127 p.

FIALHO, A. B. COSMOS – Plataforma CAE do SolidWorks. 1ªEd. São Paulo, SP; Érica, 2008. 352p.

GILLESPIE, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. 3ª Ed. Warrendale, PA: SAE Inc., 1994. 495p.

MORAES, Caio. Aerodinâmica: Espionagem Industrial no Domínio da Natureza. Engenharia

Automotiva e Aeroespacial. São Paulo, SP: SAE Brasil, Ano 11, n. 51, p.32-37, jul/ago/set 2012.

SAE BRASIL. Regulamento Baja SAE Brasil. SAE Brasil, 2012. 40 p.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

O número de iterações foi determinado pelo próprio software através da condição de

convergência dos valores, como explicado por FIALHO(2008).

Através da simulação foi possível obter o valor da Resistência Aerodinâmica e

Pressão Dinâmica nas condições aplicadas que foi de 153,58 N e 148,85 Pa,

respectivamente. A partir desses valores foi calculado a Área Frontal do Veículo (A) e por

fim seu Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico (Cx) que foram de 1,0318 m² e 0,9207

respectivamente.

Tabela 1: Dados de entrada para a simulação.

AGRADECIMENTOS

A FHO|Uniararas pela disponibilização do software para simulação, ao professor

orientador pela ajuda à realização do trabalho e à Equipe Bajarara – UNIARARAS.

Dados de Entrada Valor Unidade

Temperatura Ambiente 30,0 ᵒC

Pressão Ambiente 101,3 KPa

Velocidade 60,0 km/h

Figura 2: Escoamento do fluído ao redor do veículo.

3. MATERIAL E MÉTODOS

Segundo BRUNETTI(2012) a Equação (1.1) para determinação do

Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico é dada da seguinte forma:

(1.1)

Para determinação da Densidade (ρ), GILLESPIE(1994) fornece a Equação

(1.2) para calculá-la em função da pressão e temperatura ambientes:

(1.2)

Com a ajuda do software SolidWorks 2012® foi possível utilizar seu pacote

de simulação fluídica denominado Flow Simulation, que realiza análises CFD

(Computational Fluid Dynamics), para efetuar a simulação e assim obter o valor da

força aplicada sobre o veículo, sendo esta a Força de Resistência Aerodinâmica.

Também é possível determinar a Área Frontal, do veículo através da seguinte

Equação (1.3):

(1.3)

Tambvém foi utilizado o desenho do protótipo e foram determinados dados de

entrada para a simulação:

Figura 1: Desenho do veículo em SolidWorks, fornecido pela Equipe Bajarara – Uniararas utilizado na simulação.

0

50

100

150

200

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65Re

sist

ên

cia

Ae

rod

inâm

ica

[N]

Velocidade [km/h]

Resistência Aerodinâmica

Figura 5: Convergência dos valores em função do número de iterações.

153,58

1

10

100

1000

10000

0 50 100 150 200 250 300R

esi

stê

nci

a A

ero

din

âmic

a [N

]

Iterações

Força (Z)

Figura 4: Variação da Resistência Aerodinâmica em função da velocidade.

Figura 3: Pressão Dinâmica sobre o veículo.