Análise aerodinâmica de um veículo do tipo fórmula SAE através de simulações CFD.

Abstract

O estudo aerodinâmico para carros de competição é um dos mais relevantes e determinantes para um bom desempenho final do veículo. Os métodos mais antigos para realizar esse estudo, como o túnel de vento ou os próprios testes em pista, exigem grandes esforços físicos (estruturais) e, muitas vezes, financeiros. Com a evolução da tecnologia e técnicas computacionais, um novo método para realizar estudos aerodinâmicos vem ganhando cada vez mais espaço, a Fluido Dinâmica Computacional (Computational Fluid Dynamics – CFD). Através desse método é possível realizar simulações em diversas vertentes e variar parâmetros sem grandes dificuldades, características que são muito interessantes para estudos sobre aerodinâmica. Nas competições universitárias de FSAE (Formula Society Automotive Engineer), onde o propósito é que os estudantes desenvolvam veículos do tipo Fórmula (baseado em regulamento), o estudo aerodinâmico é comum e várias equipes utilizam dispositivos para, principalmente, gerar mais downforce, a fim de otimizar o desempenho do veículo. Porém, devido à baixa velocidade média observada na competição, é muito discutido se dispositivos aerodinâmicos realmente valem a pena, considerando que além de downforce eles inevitavelmente geram, também, uma força de arrasto, que é prejudicial para o desempenho do veículo. O objetivo desse estudo é comparar resultados de downforce e arrasto para diferentes modelos genéricos de um veículo FSAE (que respeitem o regulamento), com diferentes configurações aerodinâmicas, através de simulações CFD realizadas no OpenFOAM, que é um software livre e de código aberto. Com isso, espera-se conseguir pelo menos indícios de quais configurações aerodinâmicas são mais eficientes, do ponto de vista de gerar downforce com o mínimo de arrasto.