Numerical analysis of aerodynamic valve

Olga Chojnacka

Abstract

The subject of the thesis is numerical analysis of aerodynamic valve which is used to control separation phenomenon on the formula 1 front wing. The work consists of following parts: � Gathering initial information and boundary conditions. � Geometry and turbulence model adjustment and selection. � Fluent analysis of aerodynamic valve geometry. In the �rst part all information about operating principle and application of W- Duct in Formula 1 car is introduced. All necessary initial data and boundary conditions were gathered together , based on information and limitations of FIA connected with Formula 1. In the second part diverse aerodynamic valve geometries were tested to �nd the most possible shape and perform detailed analysis of its operation principle. All CAD models were analysed in Fluent. The solver allow user to choose between several di�erent turbulence models. Their in�uence on results were investigated on four di�erent CAD geometries. Based on that review the most stable and suitable for analysed case turbulence model was chosen � the Spalart-Allmaras with additional Curvature correction function. The last part of work is dedicated to the analysis of �nal aerodynamic valve geometry and results summary. The unsteady analysis of valve model with chosen boundary conditions was performed. The analysis consists of several main steps: � Pre-processing: importing model to Ansys Workbench 14.0, creating mesh and specifying boundary conditions using AMP (Ansys Meshing Platform) and Ansys ICEM 14.0. � Processing: Fluent solver settings � Post-processing: analysing results The quantitative and qualitative analysis was done. The principles of aerodynamic valve functionality was discussed. In the thesis summary all major parts of work were summarized.
Diploma typeMaster of Science
Author Olga Chojnacka WMEiL
Olga Chojnacka,,
- Faculty of Power and Aeronautical Engineering
Title in PolishNumeryczna analiza trójdrożnego przełącznika aerodynamicznego
Supervisor Janusz Piechna ITLMS
Janusz Piechna,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
Certifying unitFaculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unitThe Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (IAAM)
Study subject / specializationLotnictwo i Kosmonautyka
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date25-03-2013
Issue date (year)2013
Pages63
Internal identifierMEL; PD-2203
Reviewers Witold Selerowicz ITLMS
Witold Selerowicz,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
, Janusz Piechna ITLMS
Janusz Piechna,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
Keywords in PolishFormuªa 1, zawór aerodynamiczny, Fluent, Siemens NX
Keywords in EnglishFluent, aerodynamic valve, Siemens NX
Abstract in PolishTematem pracy jest numeryczna analiza trójdrożnego przełącznika aerodynamicznego służącego do sterowania oderwaniem przepływu na płacie dociskowym samochodu Formuły 1. Praca składa się z następujących etapów: � Zebranie wstępnych informacji oraz ustalenie warunków brzegowych. � Dobór odpowiedniej geometrii oraz modelu turbulencji. � Analiza końcowej geometrii zaworu aerodynamicznego w programie Fluent. Pierwszy etap pracy polega na zebraniu dostępnych informacji na temat zasady działania, budowy i zastosowania kanału 'W' w bolidzie Formuły 1. Dobrane zostały równie» wszystkie potrzebne dane wejściowe do oblicze« oraz warunki brzegowe na podstawie informacji oraz ograniczeń FIA związanych z Formuły 1. Następnie za pomocą programu Siemens NX 7.5 wykonane zostały różne geometrie zaworu aerodynamicznego w celu uzyskania najbardziej prawdopodobnego kształtu oraz możliwości dokładnej analizy zasady jego działania. Wszystkie stworzone modele zostały przebadane za pomocą programu Fluent. Ponieważ w programie tym, możliwy jest wybór równych modeli turbulencji, cztery z zamodelowanych geometrii przebadanych zostało pod kątem zmienności wyników w zależności od wybranego modelu turbulencji. Na tej podstawie wybrano najbardziej stabilny i odpowiedni do analizowanego przypadku model'Spalart-Allmaras' z dodatkową funkcję 'Curvature correction' czyli korekcji kształtu. Ostatni etap pracy dotyczy niestacjonarnej analizy końcowej geometrii przełącznika w programie Fluent oraz analizy uzyskanych wyników. Przeprowadzono niestacjonarną analizę modelu zaworu przy zadanych warunkach brzegowych. Analiza składa się z kilku głównych kroków: � Pre-processing: zaimportowanie modelu do programu Ansys Workbench 14.0 oraz utworzenie siatki obliczeniowej wraz z nadaniem warunków brzegowych przy pomocy tego programu oraz Ansys ICEM 14.0 � Processing: ustawienia solvera w programie Fluent oraz zapisu danych � Post-processing: obróbka uzyskanych danych Wyniki zostały przeanalizowane pod kątem ilościowym oraz jakościowym. Wyjaśniona została zasada działania przemiennika aerodynamicznego. Praca zakończona jest podsumowaniem poszczególnych rozdziałów.
File
Praca magisterska Olga Chojnacka.pdf 11.32 MB

Get link to the record
msginfo.png

Back