Команда, которая стремится занять высокое место в студенческих соревнованиях «Formula SAE», должна серьёзно заниматься совершенствованием своего автомобиля. Единственный способ успеть ко дню соревнований – это перепроектирование конструкции с использованием технологий численного моделирования. Таков ценный урок, извлечённый командой Zuura Formula Racing (ZFR) из Vellore Institute of Technology (VIT, Ченнаи, Индия).

Автомобиль команды, ZFR-06, занял седьмое место в общем зачете и получил приз за лучшую конструкцию на соревновании FFS India в 2018 году. Участники команды ZFR отметили, что получению наград способствовала серия расчётов аэродинамики и прочности конструкции.

Улучшение аэродинамических характеристик автомобиля для Formula SAE

Для улучшения аэродинамических характеристик своего автомобиля разработчики из ZFR провели ряд численных расчётов гидрогазодинамики (CFD – Computational Fluid Dynamics).

Данные, полученные с помощью CFD-расчёта, позволили улучшить понимание характера течения потока воздуха вокруг автомобиля, а также использовать эту информацию для изменения конструкции шасси и минимизации аэродинамического сопротивления.

Для построения расчётной сетки использовался модуль ANSYS Meshing, а сам расчёт аэродинамических характеристик, аналогичный классической продувке в аэродинамической трубе, проведен в ANSYS Fluent.

Оптимизация движения потока воздуха к двигателю автомобиля

Разработчики также провели CFD-расчёт внутреннего обтекания для оптимизации движения потока воздуха к двигателю через дроссельную заслонку. Целью этой работы было уменьшить потерю давления и максимально увеличить массовый расход воздуха.

CFD-расчёты, выполненные во Fluent, позволили проанализировать поведение воздушного потока и оптимизировать дроссельную заслонку двигателя.

Оптимизации охлаждения двигателя

CFD-расчёт также помог команде ZFR оптимизировать систему охлаждения двигателя. В частности, для увеличения теплопередачи радиатора команда использовала боковые отсеки, которые эффективно направляют воздух к радиатору.
Как и ранее, для анализа воздушного потока и принятия важных конструктивных решений о расположении и форме боковых отсеков был использован ANSYS Fluent azartnye-igry.

Оптимизация элементов подвески

Наконец, команда ZFR использовала расчёт на прочность методом конечных элементов для повышения весовой эффективности подвески: она должна быть максимально легкой, но при этом выдерживать все возможные нагрузки, которые могут возникнуть во время гонки.

С помощью ANSYS Mechanical были выполнены расчёты всех деталей подвески. Это позволило команде снизить вес деталей, сохраняя при этом требуемый коэффициент запаса.

Несомненно, что информация, полученная командой ZFR в результате моделирования в ANSYS, была значимой частью их успеха.

«Я очень благодарен за программное обеспечение, предоставленное ANSYS в рамках спонсорской поддержки», – отметил Судип Кумар, инженер по проектированию и моделированию студенческой команды ZFR. «Это позволило нашей команде продвигаться вперед с уверенностью, достигнутой благодаря проектированию на основе численного моделирования».

Поэтому, мы предлагаем всем другим студенческим командам, заинтересованным в использовании программного обеспечения, ознакомиться с условиями спонсорской поддержки ANSYS, в рамках которой студенты могут получить бесплатный доступ к программным продуктам, образовательным материалам и технической поддержке.

Источник: www.ansys.com
Автор: Vishal Ganore