Aerodinamica di autovetture da strada Andamento del C D nel mercato europeo. Ford Probe V

Transcript

1 Andamento del C D nel mercato europeo Ford Probe V 18

2 Eiffel Wind Tunnel Gottingen wind tunnel Tipi di gallerie del vento Le gallerie del vento per prove su veicoli terrestri si dividono in due grandi categorie: quelle a circuito chiuso e quelle a circuito aperto, fermo restando che in ambedue i casi la sezione di prova è sempre aperta. Le gallerie del primo tipo sono di provenienza della scuola francese, esse sono facili da realizzare ma possono essere installate solo in località caratterizzate da un clima mite e poco variabile. L aria che viene immessa nella camera di prova viene infatti prelevata direttamente dall esterno. Diversamente la galleria a circuito chiuso presenta un controllo maggiore sulla temperatura dell aria di prova anche se i costi costruttivi e gli ingombri richiesti sono decisamente superiori a quelli di un tunnel a circuito aperto. La sezione della camera di prova deve sempre essere molto più grande della bocca del convergente, ciò al fine limitare il fattore di bloccaggio e stabilizzare la pressione. 19

3 Esempio di un tunnel Gottingen 1. Convergente 7. Diffusore 2. Camera di prova 8. Alette raddrizzatrici (Corner Vanes) 3. Collettore 9. Scambiatore di calore 4. Copertura mobile 10. Honeycomb e Turbulence screen Un esempio di galleria del vento tipo Gottingen è quella della VW che è sia aerodinamica che climatica. La sezione di uscita del convergente presenta un area di 37.5 m2 e la massima velocità raggiungibile è pari a 175 km/h, grazie alla presenza di un ventilatore da 2.6 MW. La galleria è dotata di una camera di prova per modelli in scala 1:1, possono essere testate sia delle auto per trasporto passeggeri che piccoli camion. La temperatura dell aria della camera di prova può essere regolata da 35 C a +40 C, così come l umidità relativa che è variabile fino al 95%. La galleria della VW è probabilmente l ultimo tunnel combinato, dagli anni 70 in poi si è sempre cercato di separare le gallerie aerodinamiche da quelle climatiche; un valido esempio è quello del centro Gallerie del Vento della FIAT che è dotato di: una galleria aerodinamica e di due gallerie climatiche (una calda ed una fredda ). 5. Motore elettrico 11. Bilancia a 6 componenti 6. Ventilatore 12. Dinamometri di rotazione 20

4 VW AG wind tunnel 1 Wolfsburg (1965) 21

5 Ferrari Wind Tunnel CARATTERISTICHE GENERALI Dimensione del modello: 1:2 fino a 70 m/s; 1:1 < 70 m/s Camera di prova: 3.4 (L) x (H) x 8.0 (D) metri Uniformità di flusso: +/- 0.5 % Livello di Turbolenza: 0.15 % Aspirazione strato limite: 150 mbar di vuoto Velocità tappeto rotante: da 5 a 55 m/s Accelerazione tappeto: 2 m/s 2 Larghezza tappeto: 2.4 m La galleria Ferrari è un tunnel di tipo Gottingen che può ospitare un modello in scala 1:2 di un autovettura di Formula-1 (area frontale massima di 1.5 m 2 ); in casi particolari è possibile inserire anche un veicolo scala 1:1 ma, in tal caso, è necessario rimuovere le pareti laterali e contenere la velocità massima ben al di sotto dei 70 m/s. La galleria è equipaggiata con una bilancia dinamometrica a 6 componenti inserita in un braccio meccanico a cui è fissato il modello oggetto di prova. 22

6 Tecniche per riprodurre la presenza del suolo Le prove aerodinamiche che vengono condotte in galleria del vento sono decisamente influenzate dal modo con cui si simula la presenza del suolo. Il caso (a) rappresenta la condizione di prova standard; essa risulta errata perché nella realtà è l auto che si muove e l aria è ferma, per cui non deve esserci strato limite sviluppato fra il terreno e l auto stessa. Il caso (b) rappresenta la tecnica del Mirror Body, introdotta da Prandtl. Le tecniche (c), (d) e (g) utilizzano l aspirazione dello strato limite, laddove è il soffiamento che viene utilizzato nei casi (h) ed (i). Un attenzione particolare meritano le tecniche passive (e) ed (f) che spostano il modello ad una distanza pari al Displacement Thickness dello strato limite. In ognuna delle tipologie di prova trattata la rotazione delle ruote non viene necessariamente presa in considerazione, ciò è dovuto al costo dell allestimento di misura. Bisogna inoltre sottolineare come la presenza delle ruote, soprattutto se non carenate può indurre una zona di recupero di pressione sul flusso incidente, comportando così una separazione dello strato limite; tale situazione non si verifica però quando il veicolo gira su strada. Di conseguenza la resistenza misurata in galleria può risultare maggiore di quella reale. Se il rapporto fra: il Displacement thickness e la distanza fra il fondo auto ed il terreno è inferiore a 0.1 il profilo di velocità nel sottoscocca risulta simile a quello misurato su strada, può così essere evitato l uso di un tappeto mobile. 23