Faculdade de Engenharia Mecânica Métodos Computacionais em Eng. Térmica e Ambiental EM - 974...
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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