Resumen de Simulação numérica da influência de um mecanismo passivo de controle de arrasto sobre a aerodinâmica do corpo de ahmed com traseira quadrada em escala industrial

Matheus Quintino Palhares, Valdson H. P. Gonçalves, Matheus S.A. Rodrigues, João Henrique Q. Palhares, Rudolf Huebner, Guilherme de Souza Papini

• English

  A passive drag control device can obtain the increase in energy efficiency of automobiles. Chamfers in edges of the vertical base are an effective reduction drag technique employed to squared-back cars. Still, the changes in the vehicle shape in the last stages of design process are discouraged. Therefore, chamfers optimization research in the early cycles of a new model’s development by a computational simulation becomes attractive.

  Thus, the aim of this study is to validate a computational model that could be used to study chamfers aerodynamics affects at squared-back vehicle, at Re of 106 order. For this purpose, numerical evaluation of the Ahmed’s squaredback model at the industrial scale, at a Reynolds number of 2.26 million, were done. A specific configuration of short chamfers was tested. Simulations based on Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes and the k-? SST turbulence model were done. The method was satisfactory. The simulations reproduced the mean organization of the flow at the near wake to the original model and identified spectral activity of the recirculation bubble with ??ு between 0.11 and 0.14. The mean drag coefficient of the model was overestimated by 5.7% the reference experiment data. The use of chamfers in the model’s base reduced the length and cross section area of the recirculation bubble. Changes in the wake’s spectral activity and the appearance of longitudinal vortices originated at the lateral edges of the chamfers were observed as well. The modified model experienced a drag coefficient reduction in the order of 2.7% compared to the original model.

• português

  O aumento da eficiência energética de veículos automotores pode ser obtido por meio de mecanismos passivos de controle de arrasto. O chanfro na base vertical é um dispositivo de redução de arrasto eficaz para carros com traseira quadrada. Mas alguns ajustes da geometria do veículo em fases derradeiras de projeto são desestimulados. Logo, pesquisas por meio de análise numérica da configuração ótima de chanfros na base em ciclos iniciais de desenvolvimento de um novo modelo tornam-se atraentes. Assim, o objetivo desta pesquisa é validar um modelo computacional para avaliação da influência de chanfros na base de veículos com traseira quadrada rodando com Re da ordem de 106 . Para isso, simulação de fluidodinâmica computacional do corpo de Ahmed em escala real, tanto com a forma original como com chanfros, inserido em escoamento com Re igual a 2,26 x 106 foi realizada. Utilizou-se o Método de Decomposição de Reynolds não estacionário associado ao modelo de turbulência k-? SST. O método computacional adotado para resolver o escoamento turbulento proposto foi satisfatório, pois reproduziu a organização média do escoamento na esteira próxima do modelo original e identificou atividade espectral na bolha de separação com valores de ??ு entre 0,11 e 0,14, coerentes com dados da literatura. Coeficiente de arrasto médio do modelo sem chanfros superestimou em 5,7% o dado do experimento de referência. A introdução dos chanfros reduziu o comprimento e a área da seção transversal da bolha de separação. Mudanças na atividade espectral da esteira e surgimento de vórtices longitudinais originados nas extremidades laterais dos chanfros também foram observados. O modelo chanfrado percebeu redução do coeficiente de arrasto em cerca de 2,7%, quando comparado com o modelo original, compatível com o observado em estudo prévio.