Dissertação

{pt_PT=Aerodynamic Numerical Simulation of a Race Car} {} EVALUATED

{pt=O principal objetivo deste trabalho é a simulação a três dimensões do escoamento à volta de um carro de competição. Foi utilizado o OpenFOAM para a resolução das equações RANS complementadas pelo modelo de turbulência de duas equações k-omega SST. Em primeiro lugar, para implementar o OpenFOAM, uma simulação do escoamento a duas dimensões foi feita num perfil NACA 23012. Uma comparação de códigos foi efectuada, usando os programas ReFRESCO e ANSYS Fluent. Foi testada a influência de várias parâmetros na simulação: o tamanho do domínio computacional, as condições fronteira, malhas estruturadas versus malhas não-estruturadas e a discretização das equações de transporte das quantidades turbulentas. A incerteza numérica foi estimada para as quantidades de interesse seleccionadas: coeficientes de sustentação e resistência. Os resultados obtidos mostram consistência entre os três programas. Na segunda parte deste trabalho, a simulação do escoamento a três dimensões à volta do carro foi efetuada assumindo escoamento estatisticamente estacionário. Uma malha hexaédrica não-estruturada foi gerada usando o programa NUMECA OMNIS, seguido das simulações numéricas. Foram implementadas como condições fronteira leis da parede em toda a superfície do carro, o movimento do chão e rodas em rotação. A convergência da simulação é discutida e é feita uma análise do escoamento, onde o desempenho do carro é avaliado e a assumpção de escoamento estatisticamente estacionário é questionada., en=The main goal of this work is the simulation of the three-dimensional flow around a racing car. OpenFOAM was used to solved the RANS equations complemented with the k-omega SST two equation eddy-viscosity model. First, a two-dimensional flow simulation around a NACA 23012 airfoil was conducted in order to implement OpenFOAM. Code to Code comparison was performed using ReFRESCO and ANSYS Fluent. The influence of different parameters on the simulation were addressed: computational domain size; boundary conditions; structured versus unstructured grids and discretization of the turbulence quantities transport equations. Numerical uncertainty estimates are performed for the selected quantities of interest: lift and drag coefficients. Results obtained in this exercise show consistency between the three flow solvers. In the second part of this work, the three-dimensional flow simulation around the car was performed assuming steady state flow. An unstructured full hexahedral mesh was generated using NUMECA OMNIS, followed by the numerical simulation. Besides the use of wall functions on the surface of the car, moving floor and rotating wheels were applied as boundary conditions. The simulation convergence is discussed and a flow pattern analysis is conducted, where the car performance is evaluated and the steady state flow assumption is called into question.}
{pt=Carro de competição, OpenFOAM, RANS, Simulação a três dimensões, Chão em movimento, Rodas com rotação, en=Race Car, OpenFOAM, RANS, Three-dimensional Simulation, Moving Floor, Rotating Wheels}

Novembro 15, 2018, 19:0

Orientação

ORIENTADOR

Luís Rego da Cunha de Eça

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

André Ramos Maduro

ADESS AG

Especialista