Studio numerico dell'aerodinamica e degli scambi termici nell'abitacolo di un veicolo elettrico

Con l'aumento della diffusione dei veicoli elettrici, la necessità di ottimizzare le condizioni termiche e la qualità dell'aria all'interno dell'abitacolo risulta fondamentale per migliorare i consumi energetici e garantire il comfort del conducente durante l'esperienza di guida. Il comfort termico è particolarmente complesso da definire; la sua percezione varia da individuo ad individuo, a seconda del tipo di attività fisica svolta, dell'abbigliamento indossato e del tasso metabolico e risulta fortemente influenzato da diversi parametri ambientali. Il presente studio è finalizzato alla determinazione dei livelli di comfort termico all'interno dell'abitacolo di un veicolo elettrico. A tale scopo le simulazioni computational fluid dynamics (CFD) si sono dimostrate una grande risorsa ingegneristica perchè consentono una comprensione approfondita della distribuzione locale di velocità e temperatura dei fluidi e hanno permesso un'analisi puntuale dei flussi turbolenti, fenomeni fluidodinamici particolarmente complessi. È stato utilizzato il modello \begin{itshape}Reynold Stress Model\end{itshape} per avere una maggiore accuratezza della soluzione, in vista della determinazione del comfort termico, a discapito di un maggiore costo computazionale rispetto ad altri modelli di turbolenza. I risultati ottenuti dalle simulazioni sono stati utilizzati per definire gli indici di comfort Voto Medio Previsto (PMV), con relativa Percentuale di Insoddisfatti (PPD), e la Temperatura equivalente, valutati in prossimità della posizione del driver, per diverse combinazioni di velocità e temperature di inlet nell'abitacolo. L'analisi dei risultati mostra come il riscaldamento durante il periodo invernale riesca a garantire sensazioni termiche soddisfacenti solo per i valori più elevati di temperatura e velocità dell'aria presi in considerazione. Entrambi gli indici convergono a questa conclusione, dimostrando quindi di essere entrambi validi per l'analisi del comfort negli autoveicoli