Análisis aerodinámico del carrozado frontal de un vehículo de competición prototipo de la categoría FL2

Abstract

Se realizó un análisis aerodinámico de la parte frontal de un vehículo de competencia por medio de simulaciones numéricas. Se digitalizó la carrocería del vehículo en el programa de diseño SOLIDWORKS, luego se estudiaron las propiedades dinámicas del circuito de interés el “Autódromo de Tocancipá” ubicado en el departamento de Cundinamarca, Colombia. Se estudiaron factores como la velocidad promedio y la velocidad máxima de la curva más crítica según el último record de vuelta registrado en el circuito. Se exportó la mitad de la carrocería digitalizada del vehículo al software ANSYS, en dónde se le realizó una simulación numérica en tres dimensiones (3D), se analizó y se comparó con una simulación de dos dimensiones (2D) con las mismas condiciones, comparando en los puntos de un mismo elemento la presión, dónde se determinó el error máximo y mínimo entre los datos de las dos simulaciones. Posteriormente se analizó aerodinámicamente los elementos frontales del vehículo como los alerones, guardafangos, carrozados y un elemento central en forma de punta, por medio de simulaciones numéricas en dos dimensiones (2D). Se monitorearon las variables como presión, velocidad, esfuerzo cortante, coeficientes de sustentación y arrastre, dónde se identificó mediante el análisis de los datos obtenidos, las características aerodinámicas de los elementos que componen el carrozado frontal a las condiciones de simulación establecidas, se evidencio la necesidad de modificar los elementos. Se realizaron las modificaciones de los elementos del carrozado frontal, donde se evidenció mediante simulaciones con las mismas condiciones de las efectuadas a los elementos originales, que los elementos modificados incrementan la sustentación negativa del vehículo y reducen el arrastre aerodinámico; se compararon los datos obtenidos de los elementos de la carrocería base con los datos generados por los elementos de la carrocería; se evidenció el cambio aerodinámico del carrozado frontal mediante cantidades, relaciones porcentuales y coeficientes aerodinámicos.