| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την υπολογιστική προσομοίωση μονοφασικής ροής αέρα και διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από την πίσω πτέρυγα ενός μονοθεσίου της Formula 1, το γνωστό και ως Drag Reduction System(DRS), και η μελέτη της αεροδυναμικής της συμπεριφοράς. Επίσης για όλες τις περιπτώσεις ,και με την αύξηση της γωνίας προσβολής, μελετώνται οι κατανομές της στατικής πίεσης. Τόσο ως κύρια όσο και ως δευτερεύουσα (flap) πτέρυγα επιλέχθηκε η αεροτομή Eppler 420, ως κατάλληλη για παραγωγή μεγάλων συντελεστών κάθετης δύναμης.
Το υπολογιστικό πακέτο που χρησιμοποιήθηκε είναι το ASNYS Fluent. Η προσομοιώσεις έγιναν και για το ανοιχτό και για το κλειστό DRS, για ταχύτητα αέρα 280 km/h και 320 km/h, και για γωνίες προσβολής 0˚, ±3˚, ±5˚, ±9˚, ±12˚. Στην περίπτωση της διφασικής ροής επιλέχθηκε πυκνότητα περιεχόμενης βροχής LWC=30 g/m³. Όλες οι προσομοιώσεις έγιναν με τη χρήση του μοντέλου Realizable k-ε και στην περίπτωση της μοντελοποίησης της διφασικής ροής χρησιμοποιήθηκαν τα μοντέλα Discrete Phase Model για διακριτή φάση και Taylor Analogy Breakup για τη διάσπαση των σωματιδίων.
Η υπολογιστική διαδικασία μας έδειξε ότι, όπως αναμέναμε, το κλειστό DRS παράγει μεγαλύτερο συντελεστή κάθετης δύναμης, ο οποίος και αυξάνεται με αύξηση της γωνίας προσβολής. Στην περίπτωση του ανοιχτού υπάρχει μείωση όσο αυξάνεται η γωνία προσβολής. Ο συντελεστής αντίστασης στο κλειστό DRS μειώνεται με την αύξηση της γωνίας. Το ανοιχτό DRS παρουσιάζει μεγάλη μείωση του συντελεστή αντίστασης σε σχέση με το κλειστό, αυτός άλλωστε είναι και ο βασικός στόχος του συστήματος. Η στατική πίεση στο επάνω μέρος του συστήματος είναι μεγαλύτερη και πιο ομοιόμορφα κατανεμημένη όσο αυξάνεται η γωνία, ενώ εκεί που μεγιστοποιείται έχουμε την ελάχιστη ταχύτητα αέρα.
Στην μελέτη της διφασικής ροής αέρα-νερού έχουμε αύξηση και του συντελεστή αντίστασης αλλά και του συντελεστής άνωσης κατά απόλυτη τιμή. Παρατηρήθηκε επίσης η διάσπαση των σταγονιδίων κατά τη σύγκρουση με το φιλμ που δημιουργείται στις πτέρυγες και ο σχηματισμός ενός νέφους γύρω τους.
|
|---|
