Numerisk och experimentell analys av ”kylmotstånd” på en generisk SUV: Analys av luftmotstånd vid varierande girvinklar och luftintagsdesigner
Typ
Examensarbete på kandidatnivå
Bachelor Thesis
Bachelor Thesis
Program
Publicerad
2024
Författare
Glans, Melvin
Karlsson, Alexander
Normark, Max
Serbülent, Berken
Sjöström, Emil
Tresnjic, Amir
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
Framfarten av dagens teknik kombinerat med den allt mer aktuella miljöfrågan har
bidragit till att elbilar nu utgör en stor andel av världens trafik. Med detta har
kraven på mer aerodynamiska designer av bilar ökat för att förlänga räckvidden hos
elbilar. Projektet har därför haft som syfte att studera den aerodynamiska påverkan
som olika designer av luftintag har på en generisk SUV, en modifierad version av
AeroSUV-modellen. AeroSUV-modellen var skapad i forskningssyften inom aerodynamik. Mer specifikt har ”kylmotståndet” undersökts, det vill säga det luftmotstånd
som skapas av det kylande luftflödet genom motorutrymmet. Utöver detta har även
den aerodynamiska effekten av luftflöde vid olika girvinklar undersökts.
Analysen genomfördes både numeriskt med mjukvaran STAR-CCM+, och experimentellt genom vindtunnelmätningar. I STAR-CCM+ simulerades flödet runt AeroSUVen med hjälp av RANS-modellen tillsammans med en k−ϵ turbulensmodell och
ett totalt cellantal på 35 miljoner celler. Flödet betraktades vara i jämviktsstillånd
och roterande hjul implementerades i simuleringen. I vindtunneln var hjulen låsta.
Reynoldstalet i vindtunneln var i storleksordningen 106 och 107
i den numeriska
simuleringen. Som en del av vindtunnelprojektet konstruerades en ny design för en
rotationsplatta, som kan användas för vidare tester. Ett antal olika luftintag studerades vid varierande girvinklar i spannet 0◦ till 15◦
.
Resultatet av studien visade på liknande trender från både simuleringarna och vindtunnelexperimenten för luftmotståndet. Luftmotståndet ökade med girvinkel i det
undersökta girvinkelsområdet för samtliga luftintag, medan kylmotståndet avtog
med stigande girvinkel. Det noterades att massflödet av kylluften hade stor påverkan på de olika luftintagens kylmotstånd. Slutligen anmärktes det att placeringen
av luftintaget vid stagnationsområdet gav större massflöde på bekostnad av större
kylmotstånd gentemot jämförbara luftintag.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
CFD , luftmotstånd , kylmotstånd , luftintag , vindtunnel , aerodynamik , AeroSUV , girvinkel , elbil , STAR-CCM+