Riassunto analitico
L’aumentata attenzione all’ambiente e normative più stringenti sulle emissioni stanno spingendo l’industria della automobile ad incrementare l’efficienza energetica dei veicoli. Questo obiettivo si può raggiungere riducendo la resistenza aerodinamica. Le forze aerodinamice che agiscono sulla vettura alle alte velocità giocano un ruolo di primo rilievo sui consumo di carburante. Grazie alla fuidodinamica computazionale i progettisti hanno un efficace strumento per lo studio del flusso attorno al veicolo che può essere condotto con grande precisione. La fase iniziale del progetto di una macchina è fondamentale per lo sviluppo aerodinamico. E’ essenziale reagire alle modifiche velocemente, con flessibilità e con una strategia economicamente efficace. Nello sviluppo iniziale diverse varianti stilistiche sono solitamente create in parallelo ma a causa di limitazioni del budget le aziende testano solo una frazione di esse, escludendo potenziali soluzioni ottime. Per andare incontro all’esigenza di testare più varianti, è stata studiata una metodologia il cui obiettivo è ridurre i costi della simulazione riducendo il tempo necessario al suo svolgimento. Il metodo è basato su una strategia di raffinamento inverso, di cui è stato identificato il gap prestazionale rispetto la best practice aziendale. Il primo step è stato rimuovere le Variable Resolution regions più fini attorno al veicolo, poi è stata sfruttata la simmetria per dimezzare il dominio da simulare ed infine la griglia di volume è stata resa più grossolana. La macchina utilizzata è il modello generico DrivAer in tre diverse configurazioni, e le simulazioni sono state svolte all’interno dell’azienda Dassault Systèmes utilizzando il loro software PowerFLOW che implementa una versione discrera della equazione di Boltzmann.
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Abstract
The increasing attention to the environment and stricter emission legislation is pushing the automotive industry to increase the energetic efficiency of road vehicles, that can be sought by reducing aerodynamic resistance. Aerodynamic forces acting on the car play a big role in fuel consumption at high velocities. Thanks to computational fluid dynamics designers have now a strong tool helping them to analyze the flow around the car field with great precision. The early phase of a vehicle project is especially relevant for aerodynamics development. To exploit the potential of a project and fulfill the requirements it is important to react flexibly, quickly and cost-effectively to the various changes in the project. In the early stage, multiple styling variants are usually created in parallel but due to budget limitations, companies test only a fraction of those, therefore excluding potential good solutions. In order to meet the need for testing more designs, a methodology whose target is reducing simulation cost has been studied. It is based on a coarsening strategy, and the performance gap from the best practice is assessed. The first step is removing the smallest Variable Resolution regions around the car, then symmetry is introduced and finally, the simulation grid is coarsened across the domain. The study is made on the generic model DrivAer in three different configurations, and performed with PowerFLOW software from Dassault Systèmes which implements a discrete version of the Boltzmann equation.
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