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Calcolare il carico aerodinamico di una vettura con SolidWorks Flow Simulation


Molto spesso quando guardiamo in televisione un gran premio di Formula 1, o comunque una qualsiasi sessione relativa a questo sport automobilistico nel corso del weekend, sentiamo spesso la parola, o meglio le parole, “carico aerodinamico”.

Ma cosa vuol dire esattamente?

Nell'ingegneria automobilistica, il carico aerodinamico è una forza che si esercita su una vettura in movimento, indotta dal flusso d'aria, tale da aumentarne l'aderenza al suolo.

Il carico aerodinamico di una vettura di Formula 1 consiste nella capacità di produrre deportanza verso il terreno, ovvero la capacità di indirizzare i flussi dell’aria verso il suolo, in modo da poter tenere “incollata” la vettura sul circuito.

Il carico aerodinamico si ottiene in tre modi:

  • mediante l'utilizzo di alettoni che deviano verso l'alto il flusso d'aria: per la terza legge di Newton, ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, e quindi l'alettone riceve una forza uguale e contraria che lo spinge verso il basso (a sua volta questa forza viene trasferita sulla vettura).
  • mediante lo sfruttamento dell'effetto suolo: una certa quantità d'aria viene convogliata al di sotto della vettura: la riduzione della sezione del flusso, farà accelerare il fluido, generando quindi una depressione tra la vettura e il suolo. Questo effetto è tanto maggiore quanto più il fondo della vettura è vicino al suolo.
  • disegnando opportunamente la forma della vettura, in modo da ottenere un effetto di deportanza.

Avendo più carico aerodinamico si ottiene una maggiore aderenza in curva - un maggiore grip, se preferiamo - e di conseguenza una migliore percorrenza dovuta appunto a una migliore stabilità della vettura: dunque, meno problemi quali sottosterzo e sovrasterzo che spiegheremo più avanti. Però, se si ha più carico aerodinamico, ovviamente la vettura avrà più difficoltà a raggiungere velocità elevate.

Calcolo in SolidWorks Flow Simulation

Il filmato che segue mostra come sia possibile con SolidWorks Flow Simulation, calcolare il carico aerodinamico di un’auto progettata da studenti universitari per partecipare alla formula SAE. 

E’ uno strumento facilissimo da utilizzare, e in pochi semplici step è possibile ottenere i risultati del calcolo:

  1. Si utilizza l’impostazione guidata del calcolo per creare lo studio;
  2. Si inseriscono le condizioni al contorno;
  3. Infine, viene creato un goal per calcolare la spinta verticale sulla vettura: sottraendo a questa forza il peso della vettura potremo sapere se il carico aerodinamico è sufficiente.

In questo esempio risulta una forza negativa, quindi il verso della forza farà sì che la vettura venga spinta verso il basso mantenendo l’aderenza al suolo. Ecco il video:


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Postato da Alessandro Tornincasa

Consulente Tecnico Automazione
Nuovamacut Automazione Spa