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Estudo da força de arrasto sobre veículos de transporte de pessoas empregando CFD

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Estudo da força de arrasto sobre veículos de transporte de pessoas empregando CFD

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Título Estudo da força de arrasto sobre veículos de transporte de pessoas empregando CFD
Autor Abramchuk, Vagner
Orientador Petry, Adriane Prisco
Data 2014
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
Assunto Aerodinâmica
Ônibus
Simulação numérica
[en] Boundary layer
[en] Bus aerodynamics
[en] CAE-CFD
[en] Simulation
[en] Turbulence models
[en] Validation of methodology
Resumo Com o avanço tecnológico dos computadores e o desenvolvimento de programas de simulação de fluidos, propiciando resultados cada vez mais sofisticados e eficazes, ocorreu uma redução significativa no tempo e nos custos computacionais para conceber veículos mais seguros e com menos agressão ao meio ambiente, devido ao seu menor consumo de combustível. Contudo, mesmo com o uso da Dinâmica dos Fluidos Computacional bastante disseminado, ainda são divergentes as informações sobre o nível de concordância esperado entre os resultados obtidos, por meio da simulação, quando comparada com os resultados medidos experimentalmente. Este trabalho apresenta uma sequencia metodológica para determinação das forças de arrasto sobre um veículo de transporte de pessoas (ônibus), de maneira a transmitir a compreensão dos fenômenos que envolvem o problema, a sequencia necessária de simulações e conceitos que devem ser atribuídos para obtenção de respostas coerentes. Primeiramente é abordada a análise de problemas com respostas experimentais disponíveis e assim validando a metodologia de simulação para cada parâmetro abordado, domínio, malha, discretização da camada limite e modelos de turbulência. Com base nas definições destes parâmetros são realizadas as simulações de um problema em escala real do escoamento de fluidos sobre um ônibus. A metodologia empregada para estimar os parâmetros de simulação é apresentada em forma de uma sequencia de cálculos, de fácil utilização. Os resultados demonstram que o uso do método numérico na criação de veículos pode ser ampliado, com significativa redução de ensaios experimentais. A análise numérica apresentada ratifica a metodologia numérica como importante ferramenta para aprimorar o projeto de veículos, com menor coeficiente de arrasto e maior estabilidade aerodinâmica, com isto proporcionando a redução do consumo de combustível, somados com benefícios secundários significativos, tais como, baixo acúmulo de sujeira, melhorando a visibilidade, ruído aerodinâmico reduzido e até menor fadiga do condutor.
Abstract The technological advancement of computers and the development of fluid simulation software providing results increasingly sophisticated and effective, has resulted in a significant reduction in time and computational cost to develop safer vehicles with less harm to the environment due to its lower fuel consumption. However, even with quite widespread Computational Fluid Dynamics use, there is still conflicting information on the expected level of agreement among the results obtained by simulation, when compared with the experimentally measured results. This work presents a methodological sequence to determine the drag force on a vehicle for people transportation (bus ), in order to convey the understanding of phenomena involving the problem , the required sequence of simulations, and concepts that should be assigned to obtain coherent answers. At first, one approaches the analysis of problems with available experimental answers, thus validating the simulation methodology for each parameter approached, domain , mesh ,discretization of the boundary layer and turbulence models. Based on the definitions of these parameters, simulations of an actual scale problem of fluid flow on a bus are performed. The methodology used to estimate the simulation parameters is presented in the form of a sequence of calculations easy to use. The results show that the use of the numerical method for creating vehicles can be expanded with a significant reduction in experimental tests. The numerical analysis presented confirms the numerical methodology as an important tool to upgrade the design of vehicles, with lower drag coefficient and greater aerodynamic stability, thus providing a reduction of fuel consumption, added to significant secondary benefits, such as low dirt accumulation, improving visibility, reduced aerodynamic noise and even less driver fatigue.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/96315
Arquivos Descrição Formato
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