Analisi numerica e sperimentale della Ventilation Drag di un Modello DrivAer

In questa tesi ਠstato svolto un approfondito studio riguardante la ventilation drag delle ruote e i suoi effetti sulla resistenza aerodinamica complessiva, per un modello DrivAer in scala 1:4. In primo luogo viene presentato l'intero processo di validazione basato sul confronto fra le misurazioni sperimentali, svolte in galleria del vento, ed il corrispettivo modello CFD. Differenti configurazioni del modello DrivAer sono state esaminate. La configurazione notchback dotata di cerchioni a cinque razze ਠstata definita come configurazione di riferimento. Inoltre sono state prese in esame diverse tipologie di cerchione, spoiler davanti alle ruote anteriori e differenti configurazioni del sistema di aerazione. Nel corso della ricerca ਠstata presa in considerazione anche l'influenza dei parametri aerodinamici come il numero di Reynolds e lo yaw angle. I dati sperimentali comparati alle simulazioni CFD sono ragionevoli per considerare robusto e accurato l'intero processo di validazione. Quanto ricavato fornisce un primo importante risultato del lavoro di ricerca. Si ਠdimostrato come la galleria del vento in scala 1:4 sia sensibile anche a piccole variazioni di ventilation drag e quindi sia utilizzabile come strumento di ricerca nello studio della ventilation drag al fine di minimizzare i costi e i tempi di lavoro. Nella seconda parte di questo studio sono stati esaminati i diversi parametri della geometria del cerchione che pi๠influenzano le prestazioni aerodinamiche della vettura. In particolare ਠstata studiata l'influenza dell'area di ricoprimento, l'angolo di incidenza delle razze e il numero delle razze stesse. I risultati evidenziano come la variazione della ventiation drag sia in gran parte generata da forze di pressione. Sarà  quindi necessario, in fase di progettazione, considerare come zone di maggior importanza, tutte le superfici del cerchione dove il campo di pressione ਠin grado di generare un momento frenante. Inoltre ਠstato provato come il flusso di aria attraverso le ruote sia una delle principali cause che porta alla variazione del campo di pressione e di conseguenza della ventilation drag stessa. Allo stesso modo il disco freno non presenta un' influenza diretta sulla resistenza. Tuttavia ostruisce il flusso nella zona pi๠interna della ruota forzando il passaggio nella zona esterna. Questo fenomeno ਠfondamentale per capire come simili valori di area di ricoprimento possano portare ad un comportamento aerodinamico molto differente. Contrariamente il sistema di raffreddamento non sembra influenzare in alcun modo la resistenza fornita dalle ruote e a sua volta non viene influenzato dal variare della geometria del cerchione. La portata d'aria misurata attraverso le ruote anteriori risulta strettamente legata all'area di ricoprimento ed influenza direttamente la resistenza complessiva della vettura. Analogamente la portata d'aria passante attraverso le ruote posteriori ਠstata individuata essere la principale causa di variazione della ventilation drag. Studiando il flusso circostante le ruote non ਠstata trovata alcuna influenza reciproca fra assale anteriore e posteriore. Questo permettere un'ottimizzazione indipendente della geometria dei cerchioni sui diversi assali. Infine ਠstato svolto un confronto fra una configurazione ibrida dotata di differenti cerchioni sui due assali e una configurazione con cerchioni completamente chiusi, generalmente considerata come la configurazione di minor resistenza all'avanzamento. I risultati dimostrano come i due modelli seppur molto differenti nel comportamento aerodinamico presentato un valore del coefficiente di resistenza aerodinamica quasi equivalente. Questa ਠun'ulteriore prova dell'importanza dello studio della ventilation drag in fase di progettazione. Trascurare tale quantità  potrebbe portare a risultati fallaci e contraddittori nella determinazione della resistenza aerodinamica totale.