Sviluppo di un modello virtuale CFD per il motore ibrido Formula Student 2019

Negli ultimi anni le norme antinquinamento sono diventate sempre pi๠severe e molte case automobilistiche stanno passando da veicoli dotati del solo motore a combustione interna a veicoli ibridi o completamente elettrici. Il mondo del motorsport non ਠinsensibile a questo cambiamento e anche la Formula Student ha dato la sua risposta, creando una competizione per monoposto ibride. L'Università  degli Studi di Modena e Reggio Emilia ha deciso di sviluppare la sua vettura partendo da zero, con lo scopo di gareggiare nella Formula Student nel 2019. Il motore a combustione interna ਠancora un punto fermo, ed ਠstato scelto quello della Ducati 959 Panigale come base dell'unità  endotermica del nuovo veicolo. Per mantenere il motopropulsore compatto e al di sotto della massima cilindrata consentita di 710 cc, un pistone ਠstato rimosso e il motore elettrico ਠstato installato nello spazio vuoto. Il lavoro di tesi ਠfocalizzato sulla sola parte endotermica e consiste nella creazione di un modello CFD-3D (modello computational fluid dynamics tridimensionale) partendo dalla geometria del motore scelto. Dopodichà©, lo scopo finale ਠsimulare una condizione operativa a pieno carico, usando come condizioni al contorno la pressione e la temperatura prese da un modello CFD-1D calibrato. I software usati per questi studi sono i codici commerciali della Siemens STAR-CCM+, STAR-CD e il suo strumento es-ice. La geometria iniziale ਠstata riparata e organizzata in STAR-CCM+, poi attraverso es-ice e STAR-CD ਠstata creata una mesh di movimento e sono state settate l'iniezione nel condotto e la combustione. Il modello di combustione scelto ਠil modello G-Equation, un modello capace di separare il bruciato dal non bruciato attraverso un'isosuperficie di uno scalare chiamato G, che generalmente ਠla superficie per cui G=0. Sono state effettuate diverse simulazioni variando l'anticipo di accensione, al fine di rendere la traccia di pressione pi๠simile possibile ai dati forniti. Poi ਠstata eseguita una simulazione multiciclo per eliminare l'effetto della varianza ciclica sul risultato della media d'insieme, tenendo conto della massa attraverso le valvole, del rendimento di intrappolamento, del rapporto di equivalenza e delle grandezze interno cilindro. Una volta raggiunta la convergenza, ਠstata studiata pi๠in dettaglio la combustione con modelli pi๠complessi. Infine, il modello CFD-3D calibrato sarà  la base di investigazioni pi๠approfondite e sviluppi futuri che riguardano diverse strategie di iniezione e la variazione del rapporto di compressione.