Studiul influenței amplasării unui portbagaj suplimetar asupra aerodinamicii unui autoturism

8/17/2019 Studiul influenței amplasării unui portbagaj suplimetar asupra aerodinamicii unui autoturism

1/20


2/20

1. SCOPUL STUDIULUI.................................................................................1

2. ASPECTE TEORETICE...............................................................................1

2.1 REZISTEN A AERULUI (R Ț A)....................................................................2

2.2 PUTEREA NECESARĂ ÎNVINGERII REZISTEN ELOR LA ÎNAINTARE.Ț .........5

3. ANALIZA CURGERII AERULUI FOLOSIND PROGRAMUL ANSYS..................6

3.1 CREAREA MODELELOR 3D....................................................................6

3.2 DISCRETIZAREA CU AJUTORUL ELEMENTELOR FINITE A MODELELOR 3D

8

3.3 REZULATELE SIMULĂRII ASUPRA AUTOVEHICULULUI FARĂ PORTBAGAJADI IONALȚ ...................................................................................................9

3. REZULATELE SIMULĂRII ASUPRA AUTOVEHICULULUI FARĂ PORTBAGAJADI IONALȚ .................................................................................................13

3.! EVALUAREA NUMERICĂ A SIMULĂRILOR ............................................16

"tudiul in#luen eiț amplas$rii unui port%aga& suplimetar asupra

aerodinamicii unui autoturism

1


3/20

1. "copul studiului

Î" #$%&%& "'*+& ,*'-&$/,%,$ &*& 0'%'$* /, /',% & /%*'+$. S $,% '0&+$* &ț '+*456,% ,*'-&$/,%,%,$ 0$$" $,0$/$&"* & $7,"& 5$ ' 7'%$**& +$" 7+$ $,%ț&*$"* 456&%'+.

U" $"*+& 7&*'& + 0$ 7%+& ,",$ '+*456 $ $'"% & %0'",% ,*'-&$/,%,$.țA/&* '%, $& +& $7/* ,+ /'",7,%,$ & /'74,*$4$% $ /+& *&+& 7&$ *'*%& ț ș ș,*'-&$/,%,%,$. F'+7 /&*,$ *$ & '+*456 $"0%,&" &# $+&/* +$*&" &+'$"7$/8ț ț/+& *& /'",7,% & /'74,*$4$% $+ &+0'+7" &%& $"7$/& %& ,*'-&$/,%,$ & %*&+&#.ș ț

S/',% /&*,$ *,$, &*& & &7'"*+ /&*& &0&/*& +$" $7,%+& /,+5&+$$ &+,%,$ +$" 7&*' "%$#&$ /, &%&7&"*& 0$"$*& 9"5%'4* 9" +'5+7,% ANSYS8 7',%,% F%,&"* F%':(F%,&"*).

C 7'&%& & +&0&+$" 9" &%4'++& /&*,$ *,$, & 0'%'&/; ,*'-&$/,%,% A,$ AțA-"* $ '+*456,% ,%$7&"*+ș T,%& L+5& B'< =3.

2. Aspecte teoretice

P&"*+, 9"/&,* & /'"$&+ / &+'$"7$/ '+*456,%,$ ,%$7&"*+ 7'"** & %0'",% ,*'-&$/,%,%,$ &*& $7$%+ /, &+'$"7$/ ,*'-&$/,%,%,$ 9" $"&.

T&"$" &%& /*,%& 9" &+'$"7$/ ,*'-&$/,%&%'+ ,"* /&%& & +&,/& +$*&" %ț ț9"$"*+& *'+* &"$* $$ &+,%,$ $ -$*&$ & &%+& ,*'-&$/,%,%,$8 $7%$/$* &ț ș+&,/&+& /'",7,% & /+4,+"* +$" '*$7$#+& 0'+7&$ /+'&+$&$.

T&"$" &%& /*,%& 9" /&* &" & +,7 % ;ț

• R&,/&+& +$&$ 0+'"*%& & /'"*/* /, &+,% *0&% +&,/>",?& +$*&" %ț9"$"*+& *'+* &+,%,$

• Î74,"* $+& &+'$"7$/$$ ,*'-&$/,%,%,$ &"*+, +&,/& /'&0$/$&"*,% &ț

+$*&" % 9"$"*+& % &+,%,$.ț

A/*,% & $7,"& 9" 0# & +'$&/* ,*'-&$/,%,$ /&* /+$*&+$, & +&,/&+& %/'&0$/$&"*,%,$ & +$*&" % 9"$"*+& /, &+,% (Cț


4/20

F$5 2.1 M&+/&&?B&"# CLA /, C


5/20

F$5 2.2 R&+&"*+& 0'+ &$ & +$*&" &+,%,$ $ 7'7&"*&%'+ 5&"&+*& & /&* &ț ț ș/&%& 3 $+&/ $$


6/20

Faz

RaRrul2

Rrul1

Ft2

Ft1

∝ax

y

va

%omponentele for ei de rezisten ă a aerului sunt:ț ț

F ax=1

2 ρa C x v x

2 A & for a aerodinamică longitudinală;ț

F ay=1

2 ρa C y v x

2 A & for a aerodinamică laterală;ț

F az=1

2 ρa C z v x

2 A & for a aerodinamică portantă&ț

unde C x , C y , C z sunt coeficien ii for ei aerodinamice pe direc iileț ț ț

respective;

La

! lungimea de ga"arit a autovehiculului#

Rezisten a aerului reprezintă for a aerodinamică longitudinală&ț ț F ax & sensul ei de

ac ionare fiind 'ntotdeauna opus sensului vitezei de deplasare a autovehiculului# Estețaplicată 'n centrul de presiune (metacentrul) frontal# C x este coeficientul de rezisten ă aț aerului #

n mod conven ional& se consideră că metacentrul frontal este amplasat pe aceea iț șnormală la sol cu centrul de greutate& la 'năl imeaț ha fa ă de sol#*+ț

$ig ,# $or ele ce ac ionează asupra unui autovehiculț ț *+;

.iteza relativă a aerului fa ă de autovehicul rezultă din triunghiul vitezelor:ț

5


7/20

αp

Cg

Caha

hg h

l

V

Ga sinαp

Ga cosαpZ1

Z2 Ga

V x=V +V v ∙cosα v & V – viteza autovehiculului; V v ! viteza vântului&

iar unghiul de insuflare:

∝a=arctgV y

V x=arctg

V v ∙ sinα v

V +V v ∙cosα v#

2.2 Puterea necesar$ +nvingerii re(isten elor la +naintare.ț

M'*'+,% ,*'-&$/,%,$ *+&4,$& 0$& /4$% / +$" &"&+5$ +', ,4 0'+7 & ,*&+& 7'*'+& +',%& ,*'-&$/,%,% % -$* 7" /'"$ $$%& ,7&" $'"*& ;ț ț

dv

dt =0 +,%* R @ $ ș @ +,%* R @

P&"*+, /%/,%,% +$*&" &$ $ ,*&+$%'+ 0&+&"*& /&*'+ & -'+ ,*$%$# 0'+7,%&%& 3;ț ș

Rrul=f ∙ Ga∙cos α p N (1.2)

Prul= Rrul ∙V

360 (1.3)

Ra=k ∙ A ∙ V x

2

13 N

(1.)

Pa= Ra ∙V

360

(1.!)

P=¿ Prul+ Pa

∑ ¿ (1.=)

Î" /+& ;

f ? /'&0$/$&"*,% & +$*&" % +,%+&ț

Ga ? G+&,**& 7


8/20

V -$* ,*'-&$/,%,%,$

k ? /'&00$/$&"* &+'$"7$/

A ? +$ *+"-&+% 7* 7$ +'$*& & +&%$**& -&$/,%,%,$ $ /'7'"&"*&$ "&" /, ",% 12. A/&*

'+*456 & 9"/+&# 9" *$'?$7&"$,"$%& /'7,"& /&*'+ *$,+$ & //&'+$$ 0$$" %& /7'&% +&+&"**$-.

F$5 3.1 T,%& S'"$/ L+5& =3 12

T4&% 1.1 D$7&"$,"$ & 54+$* %& '+*456,%,$

V'%,7 73 L,"5$7&77 L $7& 77ț Î"% $7& 77ț G+&,**& 5 M' &&/$&+&

=@ 1! = @= 1 D,%

7


9/20

• A,*'-&$/,%,%;

A,*'-&$/,%,% %& &"*+, &-$&" $&+& 7'$0$/+$$ /+/*&+$*$/$%'+ &+'$"7$/& &*& ;țA,$ A A-"* B 0$$" ," ,*'-&$/,% /'7," &"*+, 7%+& ,",$ '+*456 ,%$7&"*+.C+/*&+$*$/$%& ,*'-&$/,%,%,$ ,"* ;

G+&,**& 1=3! 5

A+$& 0+'"*% 281 72

C


10/20

F$5 3.3 M'&%,% 3D +&%$#* &"*+, "%$# &+'$"7$/ +',

,.2 Discreti(area cu a&utorul elementelor #inite a modelelor ,D

U" +$7 /'"* 9" $"*+',/&+& 7'&%&%'+ 3D & "%$#* $" 7',%,% M'&% % +'5+7,%,$ A". A'$ & +&%$#&# ' $"/$"* /& - &&+-$ / -'%,7 & *,$, &"*+,/,+5&+& &+,%,$ 9" 6,+,% 7'&%,%,$ $ +& ,+7*'+&%& $7&"$,"$ 0 & %$7$*&%& 7'&%,%,$ș ț*,$* ;

T4&% 1.2 $7&"$,"$%& & 54+$* %& $"/$"*&$ & *&*

A


11/20

&"*+, *,$ -+$ $ +7&*+$%'+ & $"*&+& +&/,7 +&$,"& & ,+0 7'&%&%'+8ț ț-+$ $ -$*&$ $ $+&/ $&$ /,+&" $%'+ & &+.ț ș ț ț

P+7&*+$$ $/+&*$#+$$ (M&) ,"* ,+7*'+$$ ;

T4&% 1.3 P+7&*+$$ $/+&*$#+$$

I"*&$0$/+& D$7&"$,"&7$"$7 77

D$7&"$,"&7


12/20

F$5 3.= D$*+$4, $ +&$,"$%'+ 9" %",% & $7&*+$& % ,*'-&$/,%,%,$ț

Î" 0$5,+ & 7$ , & '4&+- ' /+& *&+& +&$,"$$ &+,%,$ 9" +*& 0+'"*% *+,/*,+$$ș,*'-&$/,%,%,$ 9" /+& & 0% /$74*'+&%& & /%,+ %& 7'*'+,%,$ /, +&+& $"*&+" $ 'ș/+& *&+& +&$,"$$ 9" +*& & $"0%&


13/20

F$53.

V+$ $ +&$,"$$ &


14/20

F$5 3. R&+&"*+& -&/*'+$% /,+&" $%'+ & &+ 9" %",% & $7&*+$& % -&$/,%,%,$.ț

F$5. 3.1@ R&+&"*+& *&"$" &$ & 0'+7+& *,+4$'"&%'+ 9" *&%& ,*'-&$/,%,%,$.ț

Î" ,+7 $7,%+$$ /,+5&+$$ &+,%,$ & '*& '4&+- *&"$" & 0'+7+& *,+4$'"&%'+ț9" *&%& /'"*,+,%,$ ,*'-&$/,%,%,$8 /&*& *,+4$'"& ,"* *'+*& 7$ /+$$ /,+&" $%'+ $" &ș ț

& %*&+%&%& /'"*,+,%,$ $ &&,*,% ,*'-&$/,%,%,$ />* $ $0&+&" &$ & -$* %$"$$%'+ &ș ș ț/,+&"*.

13


15/20


16/20

,. 'e(ulatele simul$rii asupra autovehiculului #ar$ port%aga& adi ionalț

Î" $7,%+& ? $7, / -$* &+,%,$ $4 -%'+& & 1@@ 7Q8 -&/*'+,% /&*,$

0$$" &+&"$/,%+ & +$ *+"-&+% ,*'-&$/,%,%,$8 *0&% /,+&" $$ & &+ $"*+ 9"ț/'"*/* 0+'"*% /, 7'&%,% ,*'-&$/,%,%,$ & %0'",% /+,$ ? * * '+*456,%ș,%$7&*+. S& '4&+- -+$ $$ %& +&$,"$$ &+,%,$ ,+ +'0$%,%,$ ,*'-&$/,%,%,$8 -+$ $$ț ț%& -$*&$ /,+&" $%'+ & &+ $ 0'+7&$ /&*'+ 5&"&+>" &0&/*& &+'$"7$/& *,+4$'"%& 9"ț ș*&%& ,*'-&$/,%,%,$.

F$5 3.11 D$*+$4, $ +&$,"$%'+ 9" %",% & $7&*+$& % ,*'-&$/,%,%,$ț

Î" 0$5,+ & 7$ , & '4&+- ' /+& *&+& +&$,"$$ &+,%,$ 9" +*& 0+'"*% *+,/*,+$$ș,*'-&$/,%,%,$ 9" /+& & 0% /$74*'+&%& & /%,+ %& 7'*'+,%,$ /, +&+& $"*&+" $ 'ș/+& *&+& +&$,"$$ 9" +*& & $"0%&


17/20

F$5 3.13 V+$ $ -$*&$ &+,%,$ % $"*&+0 /'"*,+,%,$ ,*'7'4$%,%,$ț ț

Î" 0$5,+ 3.13 & '*& '4&+- -+$ $ -$*&$ &+,%,$ $*$"5",?& #'"& +&/,7; +*&ț0+'"*% ,*'-&$/,%,%,$ ,"& -$* &+,%,$ /& /'"$&+4$%8 +&$,"& &+,%,$ 9" /&*#'" 0$$" 7+&. O /+& *&+& -$*&$ &+,%,$ & 9+&5$*+&# &,+ %0'",%,$ș,*'-&$/,%,%,$ +&/,7 $ 9" $,% $"*+& '% $ /,*,+$%& & +'*&/ $& %& /&*,$8 #'"& 9"ș ț ș ț/+& +&$,"& *$"5& -%'+$ "&5*$-&. P& ,+0 & +& '+*456,%,$ & 9"+&5$*+&#ț ș-%'+$ ,4%& %& -$*&$ $"$ $%& &+,%,$ -" / &0&/* /+&+& &+&$,"$%'+.ț

16


18/20

F$5 3.1 R&+&"*+& -&/*'+$% /,+&" $%'+ & &+ 9" %",% & $7&*+$& % -&$/,%,%,$.ț

D, /,7 & '*& '4&+- 9" 0$5,+


19/20

,./ valuarea numeric$ a simul$rilor

P&"*+, ,*& &-$&" $ $7/*,% /& 9% +& 7%+& '+*456,%,$ $ $'"% ,+ț ț+$#*&" &$ % 9"$"*+& ,*'-&$/,%,%,$ & - %/*,$ ," *4&% /, -%'+$%& +7&*+$%'+ ț&/, $$%'+ $" /$*'%,% 2.2.ț

T4&% 1. V%'+$%& +7&*+$%'+ & $"*&+& %& +$*&" &$ % 9"$"*+& ,*'-&$/,%,%,$ț

D&",7$+& S$74'% V%'+&

A,*'-&$/,% *"+ A,*'-&$/,%&/$*

R$*&" % +,%+&ț R +,% N 1=@ 1=!

C'&0$/$&"* & +$*&" ț% +,%+&

0 ? @8@1 @8@1

M *'*% 7 5 1=3! 1=!

A//&%&+ $&ț5+-$* $'"%ț

5 7Q2 81 81

R$*&" &+,%,$ț R N 3! 3

V$* %'"5$*,$"% v x 7Q2 28 28

C'&0$/$&"*,% 0'+ &$ț

&+'$"7$/&

C x ?@. @.3= @.@

A+$ 7


20/20

Bi%liogra#ie!

1. C.Andreescu ? D$"7$/ ,*'-&$/,%&%'+ & +'$8 E$*,+ P'%$*&"$/ P+& 2@1@

2. "toicescu A.P. P+'$&/*+& &+0'+7" &%'+ & *+/*$,"& $ & /'",7 %&ț ș

,*'7'4$%&%'+8 B,/,+& *$ ; E$*,+ T&"$/8 2@@. ISBN ?3?31?2311?ș3. Upendra ". 'ohatgi ? M&*' '0 R&,/$"5 V&$/%& A&+'"7$/ D+5 BNL?

@3?2@12?CP. '. B. "harma 'am Bansal CFD S$7,%*$'" 0'+ F%': '-&+ P&"5&+ C+ U$"5

T$% P%*& 0'+ A&+'"7$/ D+5 R&,/*$'" ? ISSN; 232@?33/. Dumas . 3u-l F. 4er%ert 5.; C'7+$'" '0 5%'4% '*$7$#*$'" 7&*' 0'+

+5 +&,/*$'" $" *& ,*'7'*$-& $",*+ I"; L&/*,+& N'*& $" C'7,*&+ S/$&"/&8-'%. 338 . !. S+$"5&+ (2@@!)

=. 6ohan evin 'i7ard 'igdal ? A&+'$"7$/ "%$ '0 +5 +&,/*$'" &-$/& '"*& ,"&+4' 0'+ SAAB ?3 4 ,$"5 CFD ? M*&+ T&$ ( C%7&+ U"$-&+$*

'0 T&/"'%'58 G'*&4'+5 S:&&" 2@11). C.Andreescu C,+ $"7$/ ,*'-&$/,%&%'+ UPB 2@13. ANSYS F%,&"* R&%&& 1.! H&% T'$/

. 6ohn David Anderson. (1) A History of Aerodynamics. C74+$5&; P+&S"$/*& '0 *& U"$-&+$* '0 C74+$5&

1@. 6ohn D. Anderson 6r. (2@@1) Fundamentals of aerodynamics. U"$-&+$* '0M+%" U.S.A; M/G+:?H$%% S&+$&

11. A" I"/. (2@12) Ansys Tutorials. C"'4,+512. **;QQ:::.*&?4%,&+$"*./'7Q4%,&+$"*Q/+Q13.**;QQ:::.*,%&./'7Q&"?,Q,Q+',/*Q/++$&+?"?+/Q4'

Studiul influenței amplasării unui portbagaj suplimetar asupra aerodinamicii unui autoturism

Documents

Transcript of Studiul influenței amplasării unui portbagaj suplimetar asupra aerodinamicii unui autoturism