ÁRAMVONALAS TEST, TOMPA TEST Súrlódásmentes áramlás
F 0
Súrlódásos áramlás Henger
Gömb
F 0
ÁRAMVONALAS ÉS TOMPA TESTEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Áramvonalas testek: az áramvonalak követik a test felületét, a nyomáseloszlásból származó ellenálláserő elhanyagolható. Az ellenálláserő fő forrása a fali csúsztatófeszültség 0, így az eredő cD kicsi.
Tompa testek: fő jellegzetessége az határréteg leválás, és a test mögött kialakuló leválási buborék, amely megváltoztatja a test körüli áramvonalak útját. Az ellenálláserő főként a nyomáseloszlásból származik. Mivel pp00, a cD nagy.
LEVÁLÁSI BUBORÉK leválási buborék
Görbült áramvonalak esetén a nyomás a görbületi középponttól kifele haladva nő.
Euler egyenlet: R
p v2 n R nyíróréteg
v = 0,2 v, p áll.
v
A b l ö s e b l a se
0 .2 V
A leválási buborékban depresszió van. Minél nagyobb a nyíróréteg érintőjének a leválási pontban és a zavartalan áramlás szöge, annál nagyobb lesz a leválási buborékban keletkező depresszió.
LAMINÁRIS ÉS TURBULENS HATÁRRÉTEG A turbulens határréteg jobban ellenáll a növekvő nyomásnak és a fali csúsztatófeszültségnek.
lamináris
turbulens Kisebb leválási buborék
FD,lam FD,turb
golflabda
HASÁB ALAKÚ TOMPA TEST Az ellenálláserőt a homlokfali túlnyomás ,a hátfali depresszió és az oldalsó falakon keletkező csúsztatófeszültség okozza. Éles belépő élek esetén az ellenálláserő 99% a keletkező nyomáseloszlásból származik.
A belépő élek lekerekítése 80%-os ellenálláserő csökkenést okoz, ezáltal A csúsztatófeszültség aránya több, mint 10%-ra nőhet.
A TALAJ KÖZELSÉGE •Aszimmetrikus nyomáseloszlás
•Lefelé mozduló torlópont •Hátsó fali nyomáseloszlás nem állandó
•Talaj nélkül a nyomáseloszlás szimmetrikus •A hátsó fali nyomáseloszlás állandó
TÖRTÉNELMI ÁTTEKINTÉS
I. IDŐSZAK – kölcsönzött formák 1900-1920: más területekről kölcsönzött formák
Torpedo 1899
Zeppelin -1914 Alfa Romeo
Boat - 1913 Audi Alpensieger
Audi Alpensieger
II. IDŐSZAK – áramvonalak 1920-1970: a repülőgép tervezésből ismert alapvető elvek alkalmazása, áramvonalasítás
Járay Pál
Járay Pál ötletei alapján készült személygépkocsik Audi 2L 1933
Tatraplan 1937
Daimler-Benz 200 Volkswagen Beetle 2012
Volvo concept 2006
Más áramvonalak személyautók Rumpler Tropfenwagen 1922
Kamm car
Mercedes-Benz Porche 911 Carrera 1995 Kamm car
III. IDŐSZAK – részlet-optimalizálás 1974 - napjaink: kis változtatások, jelentős hatások Opel GT 1969 CD = 0.41
Volkswagen Scirocco 1974 CD = 0.41
IV. IDŐSZAK – forma-optimalizálás 1983 - napjaink: az ideális gépjármű-szerű test kutatása, ezek igazi autóvá formálása
Alaptest
cd=0.16
Alapforma
cd=0.18
Alapmodell
cd=0.24
Stílus modell
cd<30
Skoda Fabia 2005
Opel Astra 2005
Audi 100 - 1978 az első forma-optimalizált autó
AZ ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐ FEJLŐDÉSE CD
Pae
FD
cD
2 v A 2
3 v Ac D 2
year
ELLENÁLLÁSOK Gördülési ellenállás:
FR mg FL f R v Hegymenet:
FT mg sin Gyorsulási ellenállás:
dv FA m1 i dt
Gear
i
Légellenállás:
2 FD c D v A p din (c D A) 2
1
2
3
4
0,25
0,15
0,10
0,075
A LÉGELLENÁLLÁS ARÁNYA A SEBESSÉG FÜGGVÉNYÉBEN
MENETCIKLUSOK
AZ AUTÓ KÖRÜLI ÁRAMLÁS
ÁRAMVONALAK GÖRBÜLETE ÉS A NYOMÁSELOSZLÁS p v2 n R
Görbült áramvonalak esetén a nyomás a görbületi középponttól kifele haladva nő.
HOL VÁRHATÓ HATÁRRÉTEG LEVÁLÁS? Leválás ott várható, ahol a fal mentén a nyomás az áramlás irányába nő.
a) 7-9 pontok között, a homlokfal és a motorháztető találkozásánál b) 13-15 pontok között, a motorháztető és a szélvédő találkozásánál c) 21-23 pontok között, a tető belépő éle után d) 31-35 pontok között, a tető kilépő éle után, a hátső ablaknál
AZ ELLENÁLLÁSERŐ CSÖKKENTÉSE • • • • • • •
Homlokfal Szélvédő és A-oszlop Tető Hátfal Oldalfalak Alváz Kiegészítők: első spoiler hátsó spoiler egyéb (tetőcsomagtartó, bicikli, stb.) • Kerekek
HOMLOKFAL
HOMLOKFAL Éles élek lekerekítése
HOMLOKFAL Motorháztető és homlokfal döntése
HOMLOKFAL Kisebb változtatások
Volkswagen Golf I (1974)
SZÉLVÉDŐ ÉS A-OSZLOP
TETŐ
HÁTFAL
kombi
ferdehátú szedán
HÁTFAL Boat-tailing (összehúzás) Opel Calibra Coupe
Mercedes Benz 190
HÁTFAL Boat-tailing
Fiat Uno (squareback)
HÁTAFL Ferdehátú autók
HÁTFAL Ferdehátú autók
Volkswagen Golf I
HÁTFAL Szedánok/lépcsőshátú autók
Opel Calibra
OLDALFAL
ALVÁZ ÉS KIEGÉSZÍTŐK
KIEGÉSZÍTŐK Első spoiler
KIEGÉSZÍTŐK Első spoiler
VW do Brasil
KIEGÉSZÍTŐK Hátsó spoiler deck strip
free standing airfoil
KIEGÉSZÍTŐK Hátsó spoiler
KIEGÉSZÍTŐK Hátsó spoiler
VW Scirocco
KEREKEK
KEREKEK
Separation point
KEREKEK
KEREKEK
KEREKEK
KEREKEK Alternatív megoldások Sbarro Osmos 1989
Michelin Tweel 2005
KEREKEK Alternatív megoldások
STABILITÁS - IRÁNYTARTÁS
SZÉLCSATORNÁK
Pininfarina - Torino
SZÉLCSATORNÁK
NASA Langley Research Center
SZÉLCSATORNÁK Osztályozás és részek
zárt
nyitott
SZÉLCSATORNÁK Mérőtér
SZÉLCSATORNÁK Problémák
SZÉLCSATORNÁK Kis léptékű modellek
SZÉLCSATORNÁK Reynolds szám
CFD Szimmetria felül és az oldalakon Sebesség belépés
Nyomás kilépés Mozgó fal
