Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

Corso di Laurea e Dipartimento di Ingegneria Meccanica

 
 

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Ottimizzazione delle prestazioni aerodinamiche di kart da competizione


TVK Ricerca Fluidodinamica



Effetti aerodinamici sul raffreddamento del motore
Il raffreddamento del motore è fortemente influenzato dal flusso che avvolge il kart. In funzione della posizione del radiatore, della sua superficie e della quantità di aria che lo investe, è possibile calcolare la portata di aria che realmente lo attraversa e quindi la quantità di calore che viene sottratta al fluido refrigerante. Tale valore è sicuramente sensibile alla velocità del kart ed alla sua imbardata ed è possibile dimensionare e posizionare il radiatore nella maniera più efficiente. Una volta eseguite le simulazioni aerodinamiche, fissata una configurazione di forma e di posizione del pilota, a diverse velocità e per diversi angoli di imbardata, sono noti i valori di portata realizzati nel radiatore. Successivamente è possibile simulare a parte, tramite semplici modelli monodimensionali, il comportamento integrato motore-radiatore, in funzione della velocità del kart, ovvero del numero di giri del motore, ed in funzione dell'angolo di sterzo, lungo un intero tracciato. Questi risultati possono essere utilizzati in un modello generale di simulazione che integra dinamica laterale, elasticità del telaio e prestazioni del motore, e che quindi tiene conto anche del rendimento del motore. Su tale modello il gruppo TVK sta investendo notevoli energie, al fine di disporre a breve di uno strumento unico nel suo genere, che permetta la prototipazione virtuale del telaio del kart, tramite una metodologia innovativa e caratterizzata dall'approccio scientifico.

Si riportano in tabella i risultati relativi alla velocità media all'interno del radiatore ed alla portata di aria che lo attraversa, per tutti i casi analizzati fino ad ora.


Velocità media e portata del radiatore per tutti i casi simulati


Per i primi tre casi si osserva come la portata nel radiatore sia proporzionale alla velocità del kart, mentre si nota una sua diminuzione quando il pilota si accuccia. Quando il pilota è assente il valore della portata nel radiatore diminuisce rispetto alla configurazione standard, ma di meno del caso di pilota accucciato. Si evince dalle ultime due righe della tabella che, nel caso di due kart accodati, il secondo soffre una riduzione di aria nel radiatore notevole e che anche il primo kart raffredda leggermente peggio rispetto alla configurazione isolata. Bisogna anche considerare che il secondo kart riceverà aria un po' più calda del primo, in quanto l'aria che fuoriesce dal radiatore del kart che precede investe gran parte del kart che segue. A tale proposito si riporta un'immagine del flusso d'aria che compete al radiatore del primo kart e che investe il secondo.


Linee di flusso del radiatore del primo kart che investono il secondo



Files allegati

stream_x
Animazione delle linee di flusso nel piano x
stream_y
Animazione delle linee di flusso nel piano y
stream_z
Animazione delle linee di flusso nel piano z
2kart_streamlines
Animazione delle linee di flusso dei due kart accodati




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