Faculdade de Engenharia Mecânica

Métodos Computacionais em Eng. Térmica e Ambiental

EM - 974

Professor: Eugênio Spanó Rosa

GRUPO 5Alunos: João Augusto V. Cardoso RA: 044201

Vinicius Ranieri Ventura RA: 038388

Contexto

Melhorias no desempenho em competições através da análise de problemas envolvendo escoamento de fluidos

de 1960 à 2000: aumento dramático da velocidade dos carros de corrida

Aerodinâmica

Forças atuantes no veículo

Influenciam: aceleração, velocidade máxima, consumo de combustível, dirigibilidade e conforto acústico

ArrastoProduzido pelo atrito entre o fluxo de

ar e a superfície do carro

Um modelo semi -empírico para o cálculo da força de arrasto foi desenvolvido:

ObjetivosCalcular o coeficiente de arrasto (Cd)

para o Mini-BajaAperfeiçoar o rendimento

aerodinâmico do veiculo através de alterações na geometria

Propriedades Placa

Vertical Objetivo

Final Densidade do Ar (kg/m^3) 1,20 1,20 Coeficiente de arrasto 2,00 1,60 Velocidade (m/s) 13,89 13,89 Area Frontal (m^2) 1,00 1,00 Potencia do Motor (W) 7460,00 7460,00 Potencia dissipada (W) 3215,02 2572,02 Razão de Potencias 43% 34%

Geometria do Modelo

Modelado no ProEngineerModelo 2D

Teste de MalhaRefinamento da malha até que:

◦Resíduos de pressão e velocidades fossem suficientemente pequenos

◦Não ocorresse variação dos resultados de força calculada

resref(res

sum)/resref(res sum) Fx Cd

Malha 1P1 2.839E-04 3.676E-01 1.043E-04

114,46 1,38U1 3.413E-03 8.291E-01 2.829E-03V1 3.607E-04 2.062E+00 7.437E-04

Malha 2P1 2.518E-04 5.395E-01 1.358E-04

112,45 1,36U1 3.030E-03 8.361E-01 2.533E-03V1 3.244E-04 2.853E+00 9.255E-04

Malha 3P1 2.195E-04 6.105E-01 1.340E-04

108,42 1,31U1 2.661E-03 1.085E+00 2.887E-03V1 2.701E-04 3.511E+00 9.484E-04

Malha 4P1 1.794E-04 1.120E+00 2.010E-04

108,96 1,32U1 2.210E-03 1.755E+00 3.880E-03V1 2.344E-04 5.900E+00 1.383E-03

Teste de Malha

Malha final utilizada:

Inlet e Plate inferior: 11m/sModelo de Turbulência: LVEL

Modificações sugeridasModificações sugeridas

Pressão – 1ª ModificaçãoPressão – 1ª Modificação

Velocidade – 1ª Velocidade – 1ª ModificaçãoModificação

Pressão – 2ª ModificaçãoPressão – 2ª Modificação

Velocidade – 2ª Velocidade – 2ª ModificaçãoModificação

Pressão – 3ª ModificaçãoPressão – 3ª Modificação

Velocidade – 3ª Velocidade – 3ª ModificaçãoModificação

Pressão – 4ª ModificaçãoPressão – 4ª Modificação

Velocidade – 4ª Velocidade – 4ª ModificaçãoModificação

Formação de VórticesFormação de Vórtices

Resultados FinaisResultados Finais

Comparação com Dados Comparação com Dados ExperimentaisExperimentais

ConclusãoÁrea de maior influência: região onde

ocorre deslocamento da camada limite -> suavizando esta região conseguimos diminuir o arrasto

Redução final de 20% do coeficiente de arrasto (4 Km/h)

Diferença entre medição experimental e simulação:◦ Precisão das medições◦ Simulação 2D, presença de tubos