Aerodinamica - 11 settimana

Rear Spoilers

6 motivi del perché si mettono gli spoiler posteriori alle macchine per uso familiare:

1. Puramente estetico
2. Riduzione resistenza indotta
3. Riduzione resistenza di forma
4. Gestione della pulizia del lunotto posteriore
5. Diminuzione della resistenza indotta attraverso la diminuzione dell'intensità dei vortici assiali che si formano nella regione dei montanti posteriori
6. In pochissimi casi possono generare una forza di deportanza

1) Puramente estetico

Rear Spoilers

6 motivi del perché si mettono gli spoiler posteriori alle macchine per uso familiare:

1. Puramente estetico
2. Riduzione resistenza indotta
3. Riduzione resistenza di forma
4. Gestione della pulizia del lunotto posteriore
5. Diminuzione della resistenza indotta attraverso la diminuzione dell'intensità dei vortici assiali che si formano nella regione dei montanti posteriori
6. In pochissimi casi possono generare una forza di deportanza

1) Puramente estetico

2) Riduzione resistenza indotta

3) Riduzione resistenza di forma

Considerando che con o senza lo spoiler, la separazione avviene a fine lunotto. Con l'utilizzo dello spoiler abbiamo un aumento della distribuzione della pressione nella regione precedente allo spoiler, questo genera un po' di deportanza e può diminuire un po' la resistenza di forma:

Si vede che mettendo lo spoiler con questa inclinazione si ha un aumento di G (in questo grafico si sposta verso il basso) Questo beneficio si è notato tramite degli esperimenti "casuali"

Spoiler

Lunotto

4) Gestione della pulizia del lunotto posteriore

Tramite le fessure abbiamo un passaggio di flusso di aria che permette una "pulizia" del lunotto (quando ho l'auto ho un allagamento dello sporco sul lunotto posteriore)

5)

Vogliamo evitare che tramite questi montanti si generano dei vortici assiali

6)

Grafico polare ΔC_LR - ΔC_D

Se vogliamo avere un po' di deportanza e cercare di diminuire la resistenza, dovrò cercare nel grafico la regione con ΔC_LR negativo e ΔC_D negativo o zero (nel caso in cui vogliamo tenere invariata il valore di resistenza).

Individuiamo 3 tipi di macchine a seconda del loro profilo posteriore:

1. Squareback → Φ > 30
2. Notchback → 3 volumi
3. Fastback → Φ < 30

Considerando quello che abbiamo detto inizialmente, l'unica tipologia che si considera è la squareback perché ha ΔC_LR negativo, ma a fronte di un ΔC_D

che si aggira 0,03÷0,05. (ci sarebbe anche la notchback con un Δc_Lr negativo, piccolo, e Δc_D prossimo allo zero, ma è una tipologia con poco interesse nell'argomento spoiler)

Questo grafico ci fa capire molto bene che lo spoiler in queste macchine non è per motivi di generazione di deportanza o diminuzione della resistenza di forma ma per i motivi descritti primi.

Front Spoiler

Facendo le simulazioni si è notato che lateralmente alle ruote si aveva una grossa formazione della scia.

Quindi si è andato a cercare di limitare questa generazione di scia modificando lo spoiler frontale.

→Scia misurata a 500 mm dalla parte posteriore della macchina

L'idea per diminuire questa regione di scia è di spostarla verso l'interno dell'area della scia stessa, cioè quella di "raccoglierla" e ridurla.

Gli ingegneri hanno pensato di generare una pressione più bassa nel centro dell'auto (nella parte inferiore), più nello specifico hanno pensato di generare un canale immaginario dove si vada ad aumentare la portata in massa, quindi considerando la costanza della densità, in questo canale avremo un aumento di velocità ed un abbassamento di pressione.

Come primo passo si è andato ad alzare lo spoiler rispetto il suolo, senza andare a toccare l'altezza dell'auto rispetto al suolo. Dopodiché per formare il canale centrale si è andato a "scavare", e quindi alzare solo il centro dello spoiler.

Underbody Optimization

In generale sotto la vettura vogliamo avere bassa pressione.

Il diffusore posteriore viene utilizzato per generare una scia di dimensioni più piccole, e per una leggera diminuzione di velocità nell'uscita del diffusore; non è utilizzato per generare l'effetto suolo.

Anche se ho un tratto divergente non ho un grosso aumento di velocità perché siamo abbastanza vicini al suolo.

L'utilizzo delle lastre piane nel sottoscocca:

• Positivo:
  • Aerodinamica
• Negativo:
  • Termico (non si riesce a raffreddare in modo adeguato)
  • Peso della vettura è mag