Каждый год команда «UCM» из университета Кентербери в Новой Зеландии (University of Canterbury Motorsport) расширяет границы возможного в автогонках. В 2016 году они преодолели свой самый трудный вызов. После трёх лет (2013-2015) соревнований в чемпионате Australasian Formula SAE на болиде с двигателем внутреннего сгорания, команда решила спроектировать и построить первый в Новой Зеландии спортивный болид с полным приводом и электрическим двигателем. И они добились потрясающего результата: UCM стала первой командой в истории, выигравшей на электрическом автомобиле соревнование из категории «dynamic event» на чемпионате Australasian Formula SAE.
Уже второй год подряд UCM выигрывает соревнование на управляемый занос (skid-pad event) на чемпионате SAE в Австралии. Это обусловлено, во многом, хорошим проектом подвески и аэродинамического обвеса, которые были созданы с активным использованием физического моделирования в ANSYS. На автомобиле образца 2016 года «UCM16» были установлены новые передние и задние крылья для увеличения прижимной силы, что значительно повысило скорость прохождения поворотов и сократило время круга. Аэродинамический обвес для UCM16 был спроектирован при совместном использовании большого количества расчётов в ANSYS Fluent, проверочных продувок в аэродинамической трубе и анализа поведения болида на реальном треке. Моделирование в ANSYS позволило команде уже на этапе проектирования проверить сотни различных компоновок и параметров, что было бы невозможно при классическом подходе, использующем только продувки в аэродинамической трубе и тесты на треке.
Разработка аэродинамического обвеса началась с самой простой квадратной формы в плане, и с использованием 2-D расчётов был выбран оптимальный аэродинамический профиль, углы атаки поверхностей и размеры щелей закрылков как для переднего, так и для заднего крыльев.
Далее были проведены трёхмерные расчёты системы из переднего и заднего крыльев для определения прижимающей силы и силы сопротивления воздуха для различных конфигураций. Наконец, был проведен трёхмерный расчет болида целиком для оценки аэродинамической интерференции и влияния таких элементов, как ходовая часть, колеса, шлем пилота и подголовник.
Очень важным видом расчёта аэродинамического обвеса, а также самым сложным достижением в ANSYS Fluent для команды стал расчет обтекания болида UCM16 при прохождении поворота с использованием граничных условий с вращением (rotating boundary domain). Расчёт был проведен при различных скоростях и углах крена болида на трассе. Возможность задания вращения в граничных условиях помогла команде определить эффективность аэродинамического обвеса именно в тех случаях, когда создание прижимной силы наиболее необходимо. Это позволило отследить перемещения центра давления в различных условиях и понять, как это смещение влияет на управляемость машины и её поведение на трассе. Наша цель была минимизировать перемещение центра давления, чтобы сделать поведение машины более предсказуемым на виражах, где автомобиль наклоняется по крену и тангажу.
Базируясь на успехе 2016 года, в 2017 году команда UCM разрабатывает полноприводный электрический автомобиль, который должен стать совершенной машиной для завоевания побед на треке. Если вы хотите узнать больше информации о нашей команде и следить за нашими новостями, посетите наши странички на Facebook и Instagram или наш сайт.
Источник: www.ansys-blog.com
Автор: UCM Motorsport Team