Riassunto analitico
Nel campionato di Formula 1, la ricerca di prestazioni ottimali in un’ampia varietà di circuiti richiede un adattamento specifico dell’aerodinamica delle vetture. L’introduzione del Drag Reduction System (DRS) nelle normative ha come obiettivo quello di facilitare i sorpassi, consentendo aggiustamenti aerodinamici attivi. Tuttavia, questa tecnologia crea un conflitto nelle esigenze aerodinamiche: mentre è fondamentale minimizzare la resistenza in rettilineo, è altrettanto cruciale massimizzare il carico aerodinamico in curva. Pertanto, lo sviluppo di dispositivi aerodinamici deve migliorare le prestazioni delle auto in entrambe le condizioni, DRS OFF e DRS ON. La valutazione iniziale dei nuovi componenti aerodinamici in Formula 1 si avvale di strumenti numerici e simulazioni di Dinamica dei Fluidi Computazionale (CFD), seguite dalla validazione in galleria del vento mediante un modello in scala al 60%. Con l’imminente introduzione delle normative del 2026, il DRS sull'ala posteriore che opera in combinazione con l'ala anteriore in X-Mode e l’aumento della durata di attivazione per giro, richiede una valutazione più precisa delle performance in entrambe le condizioni. È quindi fondamentale stabilire un metodo per regolare dinamicamente la posizione del flap del modello senza ridurre la velocità del vento o richiedere l’intervento manuale, garantendo un’elevata ripetibilità dei test e ottimizzando l’efficienza temporale. Questa tesi propone lo sviluppo di un meccanismo attivo che consenta al flap dell’ala posteriore del modello di adattarsi in tempo reale in condizioni di vento attivo. Il lavoro parte da un’analisi approfondita del modello VF24 della galleria del vento per comprendere vincoli e requisiti progettuali. Successivamente, sarà creato un modello numerico utilizzando il software CAD 3DExperience per la parametrizzazione geometrica e forza-inerziale del meccanismo DRS previsto per il 2026. L’obiettivo della ricerca è realizzare un meccanismo affidabile e riutilizzabile, adattabile a diverse configurazioni dell’ala posteriore per la stagione 2026, con particolare attenzione alla versatilità per futuri sviluppi. Il processo di parametrizzazione mira a minimizzare le dimensioni e il peso dei componenti, garantendo che il DRS sia modellato in modo ottimale e rispetti le capacità di carico richieste. Questo approccio consente anche valutazioni automatizzate della validità del design, basate sul gap controllato tra il flap in condizione DRS ON e il main plane, rispetto ai valori massimi stabiliti dalle normative FIA.
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Abstract
In the Formula 1 championship, the pursuit of optimal performance amid the diverse array of circuits necessitates a specific adaptation of car aerodynamics. The introduction of the Drag Reduction System (DRS) by regulations aims to facilitate overtaking by allowing active aerodynamic adjustments. This creates a conflict in aerodynamic requirements: minimizing drag during straight-line driving versus maximizing downforce while cornering. Consequently, developing aerodynamic devices must enhance car performance in both DRS OFF and DRS ON conditions. The initial evaluation of new aerodynamic components in Formula 1 typically involves numerical tools and Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations, followed by validation in a wind tunnel using a 60% scale model. With the upcoming 2026 regulations, the rear wing DRS operating in conjunction with the front wing in X-Mode and remaining active for a longer duration per lap necessitates a more precise assessment of performance in both states. Therefore, establishing a method for dynamically adjusting the rear wing flap position of the wind tunnel model without reducing wind speed or requiring manual operator intervention is critical for time efficiency and ensuring high test repeatability. This thesis aims to develop an active mechanism enabling the rear wing flap of the wind tunnel model to adjust in real-time under wind-on conditions. This begins with a thorough investigation of the existing VF24 WT model to understand the project's constraints and requirements. Subsequently, a numerical model will be developed using the 3DExperience CAD tool for geometrical and force-inertial parametrization of the 2026 wind tunnel DRS mechanism. The anticipated outcome of this research is a reliable and reusable mechanism adaptable for various rear wing configurations throughout the 2026 season, emphasizing versatility for future advancements. The parametrization process aims to minimize oversized components by ensuring that the DRS mechanism is optimally modelled, reducing overall dimensions and weight while maintaining required load capacities. This approach also facilitates automated assessments of design validity based on the controlled gap between the flap in DRS ON condition and the main plane, relative to the maximum values set by FIA regulations. Ultimately, this work provides a continuously updated methodology for fine-tuning based on benchmarking data from previous seasons and insights from future developments. The model will also serve as a foundation for studying the transient responses between DRS OFF and ON conditions and for tests evaluating intermediate flap positions between fully closed and fully open configurations.
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