Geri Dön

Feasibility Study on Generating Downforce with a Wing Mounted Inside of a Race Car's Sidepod

Bir yaris arabasinin icinde monte edilen bir kanat ile yere basma kuvveti uretmek icin yapilan fizibilite calismasi

PDF İndir

  1. Tez No: 930565
  2. Yazar: ALP EGE ZAİMAĞAOĞLU
  3. Danışmanlar: DR. ANDREW F. NOWAKOWSKİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: The Unıversıty Of Sheffıeld
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez, ARL SP-1 yarış otomobilinin yere basma kuvveti üretiminin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Bu amaç için seçilen yöntem, yeterli alanın bulunduğu arabanın yan bölmelerine kanat monte etmekti. Otomobilin analizi, hızlı karar verme ve sonuçlandırma süreçlerine izin veren CFD tarafından gerçekleştirildi. Birkaç karmaşık simülasyon kısa sürede test edildi. Kanadın geometrisi, bastırma kuvvetinin büyüklüğünü ve üretilen sürtünmeyi etkiler ve böylece literatür taraması yardımıyla optimum bir kanat geometrisi seçilmiştir. Seçilen kanat geometrisi NACA 9612 idi. Seçim sürecinde çoklu kanat geometrileri analiz edildi ve XFOIL yazılımı kullanılarak karşılaştırıldı. CFD simülasyonlarının doğruluğunun sağlanması gerekiyordu ve bu nedenle uygun bir türbülans modeli seçmek için iki doğrulama testi yapıldı. Seçim süreci, bir literatür taraması ve ilgili CFD teorisini araştırarak daha da desteklendi. Seçilen türbülans modeli, Gerçekleştirilebilir K-Epsilon modeliydi. Yapılan validasyon testleri ile ARL SP-1 üzerindeki simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. İlk tasarım seçimi, -1,97 N'luk önemsiz bir büyüklüğe sahip bastırma kuvveti yerine kaldırma gücü üretti. Bunun nedenleri, çoklu dolaşım bölgeleriyle yavaşlamış hava akışına yol açan karmaşık akış yollarına bağlandı. Bir sonraki modifikasyon, gövdenin ön tarafında bir ön giriş içeriyordu ve bu da üretilen bastırma kuvvetinde% 983'lük bir artışa yol açtı. Bununla birlikte, bu araç için önemli bir gelişme değildi, çünkü bu 17.4 N'luk bir bastırma kuvveti büyüklüğüne yol açtı. Daha fazla modifikasyonun, aracın gövdesi ve şasisi önemli değişiklikler için uygun olmadığından yere basma kuvvetini önemli seviyelere çıkarması muhtemel olmayacaktır. Bu nedenle, ARL SP-1'in sidepodlarının içine monte edilmiş kanatlarla bastırma kuvveti oluşturulmasının mümkün olmadığı sonucuna varılmıştır. Sonuçlara dayanarak, tasarımı uygulanabilir hale getirmek için yeni bir otomobil karoseri önerildi.

Özet (Çeviri)

This thesis focuses on the improvement of the downforce generation of the ARL SP-1 race car. The method that was chosen for this aim was to mount wings in the side pods of the car, where there was sufficient space. The analysis of the car was conducted by CFD which allowed quick decision making and conclusion processes. Several complex simulations were tested in a short amount of time. The geometry of the wing influences the magnitude of the downforce and drag generated and thus an optimum wing geometry was selected with the aid of a literature review. The selected wing geometry was NACA 9612. Multiple wing geometries were analysed and compared during the selection process with the use of XFOIL software. The accuracy of the CFD simulations needed to be ensured and thus two validation tests were conducted to select a suitable turbulence model. The selection process was further aided by literature review and by exploring relevant CFD theory. The selected turbulence model was the Realisable K-Epsilon model. With the validation tests done, the simulations on the ARL SP-1 were conducted. The initial design choice generated lift instead of downforce with an insignificant magnitude of -1.97 N. The reasons for this were attributed to complex flow paths which were leading to decelerated air flow with multiple recirculatory regions. A further modification incorporated a front intake on the front of the bodywork which led to a 983% increase in the generated downforce. However, this was not a significant improvement for the car as this led to a downforce magnitude of 17.4 N. Further modifications would be unlikely to increase the downforce to levels of relevancy as the bodywork and chassis of the car were not suitable for significant changes. Therefore, it was concluded that the generation of downforce by wings mounted inside the sidepods of the ARL SP-1 was not feasible. Based on the conclusions, a new car bodywork was proposed to make the design feasible.

Geri Dön