بخشی از مقاله
چکیده
اسپویلر یکی از عواملی است که خصوصیات آیرودینامیک خودرو را بهبود می بخشد و این امکان را فراهم می نماید که پایداری خودرو افزایش یابد بدون آن که موجب افزایش قابل توجه وزن و در پی آن کاهش شتاب و افزایش مصرف سوخت خودرو گردد. در این مقاله ابتدا با استفاده از نرم افزارم کتیا مدل سه بعدی دقیقی از خودرو تهیه شده و سپس هندسه به نرم افزار گمبیت منتقل شده تا با قرار گیری در تونل باد و تولید شکبه بی سازمان برای مطالعه عددی آماده گردد.
بعد از ورود مدل به نرم افزار تجاری فلوئنت برای همبستگی معادلات فشار و سرعت از الگوریتم سیمپل استفاده شد و با به کار گیری مدل k ε تحلیل آیرودینامیک بر روی مدل پایه انجام گرفت. سرانجام با نصب اسپویلر با پروفیل های مختلف و مقایسه مدل ها با یکدیگر، مشخص شد که کمترین پسا و در پی آن کمترین مصرف سوخت را داراست و بهترین عملکرد از منظر دو معیار پایداری و همچنین ضرب، ضریب لیفت در درگ را دارد.
واژه های کلیدی: آیرودینامیک، پایداری، پروفیل اسپویلر، کتیا، فلوئنت
مقدمه
جریان عبوری از روی خودرو می تواند ابزاری برای بهبود پایداری، مانور پذیری، نیروی درگ و حتی نویز در خودروها قرار گیرد. یکی از قطعاتی که به این منظور مورد استفاده قرار میگیرد، اسپویلر عقب است که می تواند بدون آن که موجب افزایش وزن و کاهش شتاب خودرو گردد، پایداری خودرو را به طرز ملموسی افزایش دهد. تحقیقات بسیاری در زمینه آیرودینامیک برای انواع خودرو ها انجام گرفته است از آن جمله می توان به تحقیقات سال 1987، هاکو اشاره نمود، هاکو نشان داد که تغییرات در پشت بدنه خودرو یک عنصر مهم برای خصوصیات آیرودینامیکی خودرو از جمله لیفت و درگ است.
در مطالعه آزمایشگاهی دیگری که آقای میترا در مورد خودرو سدان انجام داده است، اثر افزودن قطعاتی مانند اسپویلر بر بدنه به وسیله تجهیزات آزمایشگاهی مورد مطالعه قرارگرفته است لیبیک نیز در پژوهشی دیگر اثر بال به بدنه را برروی دو شکل مرسوم از ماشینهای مسابقه ای بدست آورده است در این تحقیق شبیه سازی سه بعدی همراه با آزمایش تونل باد برروی ماشین های مسابقه ای همراه با چرخ های بسته انجام گرفته است.
در سال 2006 توسط کیفرا و همکاران، یک مطالعه عددی با کد در جریان آشفته با استفاده از مدل k ε صورت گرفته است. آنها اثر زمین را برای بال جلو در نظر گرفته اند سپس بال عقب در زوایای مختلف نسبت به افق قرارداده اند و در انتها نیز زاویه ای را به عنوان زاویه بهینه آیرودینامیکی معرفی نموده اند. در طراحی اسپویلر عقب، بیشتر به جنبه های آیرودینامیک آن توجه شده است و اثر اسپویلر برروی نویز کمتر مورد توجه بوده است. درصورتیکه اثر اسپویلر برروی نویز غیرقابل چشم پوشی است و طراحی باید براساس ترکیب مناسبی از هر دو جنبه آیرودینامیک و آیروآگوستیک انجام گیرد.
در سال آقای تسای و همکاران با استفاده از روش توربولانس k ε، به بررسی اسپویلر عقب با دو بال روی هم پرداخته اند و ازبین آنها اسپویلری را برگزیدند که صفحه بالایی کمی جلوتر قراردارد. تحقیقات فراوان انجام شده در زمینه اثر انتهای بدنه همراه با تجهیزات جانبی مانند اسپویلر و یا بدون آن، بر روی آیرودینامیک خودرو بیانگر اهمیت موضوع پیش و همچنین پس از تولید محصول است ضمن آن که دینامیک سیالات محاسباتی و انطباق آن با نتایج تجربی، این روش را به ابزاری قدرتمند در دست طراحان آیرودینامیک مبدل کرده است.
هندسه
مدل سازی در نرم افزار کتیا با رعایت نکات طراحی صنعتی و با استفاده از بلوپرینت خودرو که معمولا توسط کارخانه های سازنده منتشر میشود انجام شده است، آینه ها وچرخ ها برای مدل درنظر گرفته شده اند البته ساده سازی هایی نیز در زیر بدنه و چرخها با توجه به بلوپرینت موجود انجام شده است.
