Estudio mediante CFD del rendimiento aerodinámico de la parte delantera de un vehículo de competición.

Muñoz Ballarin, Jorge
Brufau García, Pilar (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2023
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos, Área de Mecánica de Fluidos

Graduado en Ingeniería Mecánica

Resumen: Los equipos de competición de Fórmula 1 cada año buscan cómo mejorar la tecnología disponible para lograr una ventaja competitiva. Dado el gran coste económico que suponen las posibles pruebas experimentales, la simulación mediante códigos CFD (Computational Fluid Dynamics) arroja resultados satisfactorios y ahorra costes. El trabajo que se propone se centra en analizar el rendimiento aerodinámico en términos de coeficientes de arrastre y sustentación de la parte delantera de un Fórmula 1 mediante el software OpenFOAM. Para ello, se representa el vehículo de competición mediante AutoCAD a grandes rasgos, y poniendo especial detalle en el diseño de diferentes geometrías para la parte delantera del mismo. Una vez se tiene la geometría del vehículo, se busca la malla y refinamiento óptimos para poder obtener unos buenos resultados numéricos de la simulación del flujo de aire alrededor del vehículo, proponiendo unas condiciones iniciales y de contorno adecuadas para el flujo, que se acerquen a las condiciones reales. A través del software OpenFOAM, código abierto de CFD con aplicación en muchas áreas de la ciencia y la ingeniería, y en particular, en flujos complejos de fluidos, se simula el flujo externo de aire alrededor del vehículo; buscando siempre la optimización de su rendimiento aerodinámico; es decir, intentando mejorar los coeficientes de arrastre y sustentación. Se proponen 9 modificaciones sobre el modelo original y se analizan los resultados numéricos obtenidos comparando las variables de interés entre las modificaciones y el modelo original del vehículo y entre todas las modificaciones. Se obtiene como conclusión que la modificación que mejora sustancialmente el modelo, reduciendo el coeficiente de arrastre y disminuyendo el downforce, corresponde a mantener el alerón delantero completo en la sección central, extender el fondo plano con forma de perfil alar en el borde y colocar un bifurcador afilado del flujo en la parte inferior.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado