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Corso di Laurea e Dipartimento di Ingegneria Meccanica

 
 

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Ottimizzazione delle prestazioni aerodinamiche di kart da competizione


TVK Ricerca Fluidodinamica



Analisi della posizione del pilota
Dato che gli effetti aerodinamici sono fortemente influenzati dalla forma dell'oggetto investito dal flusso, sono state prese in considerazione alcune differenti configurazioni. Per comprendere gli effetti della posizione del pilota sono state eseguite tre simulazioni a 90 km/h: la prima coincide con quella effettuata in precedenza, e riguarda il pilota con il busto in posizione verticale; la seconda riguarda una configurazione con il pilota accucciato ed infine la terza simulazione è stata eseguita senza il pilota. Le tre configurazioni geometriche sono mostrate nella figura seguente, mentre nella successiva sono presentati i corrispondenti risultati in termini di linee di flusso nel piano longitudinale di mezzeria.


Le tre configurazioni aerodinamiche simulate: pilota dritto, pilota accuciato e pilota assente



Linee di flusso a 90 km/h per le tre configurazioni


Vengono riportati in tabella i valori dei coefficienti aerodinamici ottenuti per i tre casi descritti. Si nota come l'effetto dell'abbassamento del pilota sia sensibile in termini di resistenza, mentre nel caso non reale di kart senza pilota si evince che la situazione si peggiore rispetto anche al primo caso. Analizzando anche sommariamente le immagini delle linee di flusso, si nota che quando il pilota è accucciato si generano meno distacchi di vena rispetto al primo caso ed invece senza il pilota la situazione è opposta. Bisogna anche notare che la configurazione di pilota accucciato porta a due effetti benefici indipendenti: il primo è che si ha una riduzione di Cx ed il secondo è che si ha anche una riduzione di area frontale. Questo significa che il beneficio in termini di resistenza è duplice: la forza resistente è linearmente proporzionale sia al Cx che all'area frontale. Infatti nel caso di assenza del pilota abbiamo che una riduzione di area frontale viene compensata da un peggiore Cx e dunque la resistenza complessiva è quasi pari al primo caso.


Forze e coefficienti aerodinamici ottenuti per le tre configurazioni


Per quantificare il beneficio si legge dalla tabella che, a 90 km/h, la configurazione accucciata fa risparmiare circa 14 N di resistenza, valore che arriva a circa 24 N per 120 km/h: per un kart che pesa 140 kg non è un effetto trascurabile. Per capire come questa differenza si ripercuote sulle velocità raggiunte in pista, è stato messo a punto un semplice modello che integra le equazioni del moto lungo un rettilineo tipico di un circuito da kart.


Files allegati

stream_x
Animazione delle linee di flusso nel piano x
stream_y
Animazione delle linee di flusso nel piano y
stream_z
Animazione delle linee di flusso nel piano z
2kart_streamlines
Animazione delle linee di flusso dei due kart accodati




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