Dissertação

{pt_PT=PANS and DES of a Simplified Heavy-Duty Vehicle: Comparison and an Active Flow Control Application} {} EVALUATED

{pt=Este trabalho tem dois focos: Um é ver como o desempenho do método partially-averaged Navier-stokes (PANS) se compara com o do método detached eddy simulation (DES) quando aplicado ao estudo aerodinâmico de um veículo genérico heavy-duty, usando diferentes malhas com diferentes níveis de refinamento. O outro é o uso do método PANS para estudar a aplicação de Active Flow Control (AFC) nos pilares frontais do reboque do veículo genérico, em condições de oscilação dinâmica. Na primeira parte é feita uma análise do escoamento em torno de um veículo heavy-duty genérico, e uma comparação das estruturas presentes no escoamento instantâneo e médio, e dos coeficientes de forças aerodinâmicas, entre os diferentes resultados obtidos com PANS e DES em malhas de diferente nível de refinamento. É concluído que ambos os modelos capturam as mesmas características principais do escoamento que as de trabalhos previamente publicados. O modelo DES demonstrou ser mais robusto que o PANS, uma vez que os resultados dos três níveis de refinamento são mais semelhantes entre si, e porque os resultados da aplicação de PANS com a malha mais grosseira apresentam um desvio considerável em comparação com os resultados de PANS com malhas mais refinadas. Na segunda parte o veículo heavy-duty é simulado em condições dinâmicas, com uma oscilação em yaw entre -10º e 10º, com uma frequência reduzida de St = 0.1, com e sem atuação de AFC nos pilares frontais do reboque. Os resultados obtidos demonstram que a atuação AFC escolhida piora o performance aerodinâmico do veículo., en=This work presents two main purposes: one is to see how the partially-averaged Navier-stokes (PANS) method performs against the detached eddy simulation (DES) method for different grid refinement levels, when applied to the study of the external aerodynamics of a generic heavy-duty vehicle, and the other is to study the application of Active Flow Control (AFC) on the trailer front pillars of a generic heavy-duty vehicle, on a dynamic oscillating configuration, using PANS. For the first part, a cross analysis of the flow physics around the generic heavy-duty vehicle and a comparison of the time-averaged and the instantaneous flow structures, force coefficients and aerodynamic forces of the results obtained using DES and PANS with three grids of different level of refinement, is performed. The results show that both PANS and DES simulations capture the same main flow features and produce similar trends, which are in accordance with published works. The DES shows more robustness, as its results using the three different meshes are more similar than in PANS, and it handles the coarser mesh better, since the PANS results with the coarse mesh show a significant deviation from the ones using the more refined meshes. For the second part, the heavy-duty model is simulated to have a dynamic oscillation of the yaw angle between -10º and 10º with a non-dimensional frequency of St = 0.1, with and without the actuation of AFC in the trailer front pillars. Overall, the actuation is not effective and even shows to be disadvantageous.}
{pt=Partially-averaged Navier-stokes, Detached eddy simulation, Active Flow Control, Veículo Heavy-Duty genérico, CFD, en=Partially-averaged Navier-stokes, Detached eddy simulation, Active Flow Control, Generic Heavy-Duty vehicle, CFD}

Novembro 14, 2018, 18:0

Orientação

ORIENTADOR

Guglielmo Minelli

Chalmers University of Technology

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

João Carlos de Campos Henriques

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado