| Περίληψη: | Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η υπολογιστική αεροδυναμική μελέτη του DrivAer Fastback μοντέλου σε συνθήκες μονοφασικής ροής αέρα και διφασικής ροής αέρα-νερού. Στόχος είναι η ανάλυση των αεροδυναμικών φαινομένων στη ροή γύρω από ένα συμβατικό αυτοκίνητο, τόσο σε ενδεικτικές ταχύτητες λειτουργίας του, 16m/s και 38.89m/s, όσο και υπό την επήρεια έντονης βροχής. Μετά από την επεξεργασία στο ANSYS Spaceclaim της, παρεχόμενης από το Technical University of Münich (TUM), γεωμετρίας και την κατασκευή του υπολογιστικού χώρου και των περιοχών πύκνωσης του πλέγματος, κατασκευάστηκε υψηλής ποιότητας Poly-Hexcore πλέγμα στο ANSYS Fluent Meshing R19.2. Αυτό αποτελεί την εφαρμογή της καινούριας τεχνολογίας Mosaic Meshing της ANSYS Inc. που καταφέρνει να μειώσει σημαντικά των αριθμό κελιών του πλέγματος, διατηρώντας υψηλή ακρίβεια. Η μελέτη ανεξαρτητοποίησης του πλέγματος έγινε με την μέθοδο GCI, μέσω της κατασκευής τριών πλεγμάτων 4.8, 10.5 και 21.6 εκατομμυρίων κελιών, όπου και βρέθηκε σύγκλιση των αποτελεσμάτων στο πλέγμα των 10.5 εκατομμυρίων κελιών, το οποίο και επιλέχθηκε. Οι προσομοιώσεις έγιναν στο ANSYS Fluent R19.2, όπου μετά από δοκιμές, επιλέχθηκε μοντελοποίηση με τη χρήση k-ε Realizable μοντέλου τύρβης, με Scalable wall functions και αλγόριθμο SimpleC 2ης τάξης, ενώ για τη διφασική ροή χρησιμοποιήθηκε η προσέγγιση Lagrange από το μοντέλο διακριτής φάσης (DPM). Tα αποτελέσματα της μονοφασικής ροής συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα, από τη βιβλιογραφία, πειραματικά και βρέθηκαν να προσεγγίζονται με καλή ακρίβεια, ιδιαίτερα για τον συντελεστή αντίστασης. Η ροή και οι στροβιλισμοί οπτικοποιήθηκαν και παρουσιάστηκαν σε αντίστοιχα διαγράμματα. Από την άλλη, και οι δομές του νερού που παρατηρήθηκαν στην μοντελοποίηση της βροχής είναι χαρακτηριστικές στη βιβλιογραφία και αποτελούνται κυρίως από τη δημιουργία λεπτού φιλμ νερού στις μπροστινές και πλαϊνές επιφάνειες του αυτοκινήτου, καθώς και την περιοχή ανακυκλοφορίας στο απόρρευμα αυτού. Αυτές επηρεάζουν αρνητικά τόσο την λειτουργικότητα και αισθητική του οχήματος, όσο και την ασφάλειά του. Τέλος, παρουσιάζονται συμπεράσματα και αναδεικνύονται τα περιθώρια μελλοντικής επέκτασης της μελέτης, τόσο στο επίπεδο της υπολογιστικής μοντελοποίησης, όσο και στον γεωμετρικό σχεδιασμό για βελτιστοποίηση της αεροδυναμικής συμπεριφοράς του DrivAer μοντέλου.
|
|---|
