Rediseño aerodinámico basado en simulaciones computacionales para mejorar la perfomance de un automóvil Toyota Corolla EE80 de competición

• Autor: Medina RodrÍguez, Christian Luis
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2017
• Institución: Universidad Tecnológica del Perú
• Repositorio: UTP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utp.edu.pe:20.500.12867/877
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12867/877
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Ingeniería Automotriz; Diseño asistido por computadora; Vehículos de motor; Aerodinámica; Eficiencia industrial; Diseño y construcción

En esta investigación la técnica de simulaciones computacionales de fluidos (CFD) es utilizada en el rediseño aerodinámico de un automóvil Toyota Corolla EE80 de competición con miras al mejoramiento de su performance en circuitos de carrera, ésta definida en base al aumento de la fuerza de fricción en los neumáticos y a un límite del consumo de potencia que permita alcanzar una velocidad máxima de 150 km/h. Para este objetivo se proponen cinco modelos rediseñados de la carrocería y los resultados de las simulaciones de cada uno se comparan con los del modelo base y entre sí para determinar el más adecuado. Los resultados del estudio revelaron que en todos los rediseños no solo se disminuye la sustentación, sino que también se genera carga negativa genuina, indicando un incremento de la fuerza de fricción aplicada en los neumáticos. Con respecto a esto, el mejor resultado es obtenido en el modelo en el cuál se incluye un splitter utilizando un borde redondeado, siendo -432,36 N el valor de carga conseguido, brindando un aumento total de 838,092 N en comparación al modelo original. En conjunción, el aumento en la fuerza de fricción disponible en las ruedas es de 922 N en comparación al modelo estándar. Con respecto a la resistencia, los valores obtenidos en todos los casos modificados se encontraron dentro del rango de uso de potencia que se podría utilizar para obtener una velocidad máxima de 150 km/h. En este sentido, el modelo que más resistencia produjo fue el modelo con las extensiones del fondo en las cavidades de las ruedas delanteras con 633,81 N y el que menor valor introdujo fue la primera modificación con 611,942 N. Traduciendo a la potencia consumida, el modelo utilizando las extensiones en las cavidades incrementó en 1,647 kW el consumo de potencia y el modelo de la primera modificación sólo en 0,709 kW. Debido a las grandes ganancias en fuerza de fricción en las ruedas y el mínimo incremento de consumo de potencia, se escoge al modelo con el splitter redondeado, el modelo 5, como el más apto para el vehículo.