بررسی تاثیر زاویه سپر عقب خودرو با افق بر ضرایب آیرودینامیکی و مصرف سوخت

این مطالعه به تحقیق در رابطه با تاثیر میزان زاویه حالت دیفیوزری سپر عقب یک خودروی نمونه بر تغییر مقدار ضرایب آیرودینامیکی، و به تبع آن، نتیجه تغییر این زاویه بر تفاوت مقدار مصرف سوخت خودرو می‌پردازد. این تحقیق بر پایه انجام محاسبات دینامیک سیّالات (cfd) سه بعدی توربولانسی بر روی خودرو در تونل باد مجازی صورت گرفته است. ابعاد تونل باد مجازی به اندازه کافی بزرگ در نظر گرفته شده است تا میزان نسبت انسداد تونل باد کمتر از 1 درصد باشد. خودروی نمونه‌ای که به منظور این بررسی انتخاب شده است خودوی دنا ‍پلاس است که سپر جلو و قسمت کف خودرو به صورت کاملاً بسته در نظر گرفته شده است. کف خودرو با سطوح صاف پوشیده شده است و حالت دیفیوزری در قسمت سپر عقب با سطوح صاف با زوایای صفر تا 10 درجه (با گام‌های دو درجه‌ای) نسبت به افق در نظر گرفته شده است. سعی شده است که سپر عقب خودرو در حالات مختلف، در عین حال که شباهت زیادی به سپر خودروی دنا پلاس داشته باشند، فقط در میزان زاویه دیفیوزری با یکدیگر اختلاف داشته باشند. آنالیز خودرو در سرعت 140 کیلومتر بر ساعت انجام شده است و چرخش چرخ‌ها و حرکت زمین در مدلسازی لحاظ شده است. در هر حالت آنالیز شده خودرو، مقادیر ضرایب درگ و لیفت خودرو استخراج شده است. با مقایسه ضرایب آیرودینامیکی خودرو در حالات مختلف چگونگی تغییر و میزان حسّاسیّت این ضرایب با تغییر در زاویه دیفیوزری سپر عقب مطالعه شده است و اثر تغییر ضریب درگ بر میزان مصرف سوخت بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که هر دو ضریب درگ و لیفت به میزان زاویه دیفیوزری سپر عقب وابستگی دارند که این وابستگی برای ضریب لیفت بیشتر است.

cfd analysis of vehicle rear bumper diffuser angle effect on aerodynamic coefficients and fuel consumption

this study investigates the influence of rear bumper diffuser angle over the change in vehicle aerodynamic drag and lift coefficients, and consequently, vehicle fuel consumption, for a case vehicle. the research is based on three-dimensional computational fluid dynamics (cfd) analysis method of turbulent flows around vehicles inside virtual wind tunnels. the dimensions of the virtual wind tunnel are adequately large, so that the wind tunnel blockage ratio is less than 1%. the case vehicle is ikco dena+ with closed front bumper and underbody. the underbody is smoothed and consists of flat surfaces, and the rear bumper diffuser is made of plain surfaces with angles ranging from zero to ten degrees (with two-degree steps) relative to the horizon. it is tried that, while keeping resemblance to the original rear bumper of ikco dena+, the only difference between rear bumpers in accomplished simulations to be the diffuser angle, so the results can be judged more accurately based on the diffuser angle. the rotating wheels and moving ground floor conditions are considered in the modeling, and it is assumed the vehicle speed is 140 km/h. the aerodynamic coefficients are calculated and the trend of coefficient changes, and its effect on fuel consumption are studied. according to the results, both drag and lift coefficients alter with diffuser angle change, and also, the lift coefficient show more sensitivity to the diffuser angle.