Dissertação

Multidisciplinary Design Analysis and Optimisation of Rear Wings for Sports Cars EVALUATED

A presente dissertação apresenta uma optimização aero-structural de designs de asas traseiras invertidaspara minimizar a resistência aerodinâmica e a massa estrutural. Dado que estes dispositivostêm uma elevada influência na performance de veículos, de modo a obter designs óptimos eficázes e seguros, a multifísica envolvida foi assegurada através da interacção fluido-estrutura. O principal objectivo foi desenvolver a implementação de uma metodologia para o design de dispositivos aerodinâmicos automóveis óptimos. Dois casos de estudo foram considerados: uma estratégia de design convencional utilizada em aplicações automóveis gerais e desportivas; e um design proposto, onde a superfície de conexão entre as placas laterais e os suportes verticais é utilizada para gerar sustentação negativa adicional. Para assegurar a sinergia multidisciplinar e obter soluções fidedignas, um software de engenharia assistida por computador foi utilizado (ANSYS Workbench 14.5). O projecto foi dividido em três partes: as configurações dos diferentes modelos numéricos, os estudos paramétricos aerodinâmicos e estruturais (focados nos efeitos das variáveis de projecto) e as optimizações aerodinâmicas e estruturais (focadas nas variáveis de maior impacto) para obter designs óptimos. A partir dos estudos realizados nesta dissertação, uma plataforma de design análise e optimização multidisciplinar foi desenvolvida para o design preliminar de asas traseiras invertidas, o qual pode ser também aplicado a quaisquer outros dispositivos aerodinâmicos automóveis. Geração da malha e a modelação da turbulência são aspectos importantes no que respeita a qualidade e precisão das soluções numéricas e para problemas com deformações pequenas, usando uma estratégia one-way de interacção fluido-estrutura tem vantages computacionais significativas.
Problema aero-estrutural, Interacção fluido-estrutura, Engenharia assistida por computador, Dispositivos aerodinâmicos, Materiais compósitos

Junho 22, 2016, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar