Analisi aerodinamica preliminare di un veicolo alimentato ad energia solare

L’obiettivo di questo lavoro è lo studio della variazione dei carichi aerodinamici per piccole variazioni della geometria su un veicolo da competizione ad energia solare. Questa analisi si inserisce nell’ottimizzazione aerodinamica di dettaglio. Il veicolo oggetto di studio è Emilia IV, auto sviluppata dal team Unibo Onda Solare. L’attività si è svolta tramite lo studio di tre configurazioni ottenute inclinando la parte superiore del veicolo originale di +2° e di -2°. Per le simulazioni fluidodinamiche è stato utilizzato il codice di calcolo commerciale Ansys Fluent. Le simulazioni sono state condotte con una velocità del flusso indisturbato di 20 m/s e con un numero di Reynolds calcolato sulla lunghezza della vettura di 6 milioni. Per la modellazione della turbolenza è stato utilizzato il modello k-epsilon realizable. È stato considerato uno strato limite turbolento per tutta la lunghezza del veicolo. La validazione del modello utilizzato è stata effettuata sulla geometria originale di Emilia IV tramite dati ottenuti precedentemente da simulazioni condotte con codici di calcolo Open Source (Open Foam) da ricercatori della Facoltà di Ingegneria di Forlì. La validazione della mesh è stata effettuata tramite simulazioni con quattro griglie di calcolo con numero di elementi crescente per verificarne la convergenza. Il numero di elementi della mesh definitiva è di 8 milioni composta da celle tetraedriche e da celle prismatiche. Si è data particolare rilevanza al coefficiente di resistenza delle tre vetture. Il modello utilizzato ha fornito risultatati sufficientemente accurati al fine di questo lavoro. La geometria originale si è dimostrata essere la più efficiente in termini di resistenza aerodinamica.