Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Projeto aerodinâmico de um veículo para competições de Rali Cross Country

Aerodynamic Project of a Vehicle for Competition in Cross Country Rally

Autor
Ribas, Douglas Malvar -
Orientador
Saltara, Fabio
Defesa de tese
19 / 02 / 2009
Participantes da Banca
Saltara, Fabio; Siqueira, Cesareo de La Rosa; Meneghini, Julio Romano
Palavras-chave
Engenharia Automotiva, Aerodinâmica, Simulação, Dinâmica dos fluidos
Keywords
Automotive engineering, Aerodynamics, Simulation, Fluid dynamics

Resumo

Este trabalho trata do projeto aerodinâmico de um veículo para competições de rali cross country. Ao contrário dos veículos encontrados nessa categoria no Brasil, que são em geral adaptações de plataformas comerciais, o veículo em questão tem um projeto totalmente específico, dedicado à característica da competição, com isso parte das soluções aerodinâmicas adotadas fogem às regras comumente utilizadas nos veículos comerciais. Tratando-se ainda de um veículo off-road, várias limitações foram encontradas na aplicação de soluções utilizadas em veículos de pista de alto desempenho, tornando ainda mais complicada a obtenção de bons resultados. Um desenho inicial foi criado atendendo diferentes sugestões teóricas para um bom projeto aerodinâmico, sempre respeitando as premissas impostas pelo projeto mecânico, e para avaliar a eficiência dessas soluções utilizou-se o recurso de simulações computacionais CFD. Após a revisão de alguns trabalhos e a realização de diversas simulações, encontrou-se um ponto ideal de modelagem, o que trouxe certo nível de confiança aos valores obtidos. Com essa modelagem estabelecida, inúmeras variações do desenho da carroceria do veículo foram simuladas, até que se obteve a melhor relação entre os valores dos coeficientes de arrasto e sustentação. O resultado obtido foi um desenho de carroceria otimizado que apresentou significativo ganho nos valores dos coeficientes quando comparado com o desenho inicial, além de apresentar nítida superioridade sobre os veículos que atualmente competem na categoria proposta. Concluiu-se que pela característica do veículo alguns pontos específicos de sua carroceria possuem forte influência no seu desempenho aerodinâmico, sendo assim especial atenção teve que ser dada a esses pontos. A ferramenta CFD se mostrou bastante eficiente sob ponto de vista qualitativo, provendo resultados muito sensatos e satisfatórios dentro da proposta do trabalho.


Abstract
This study concerns about the aerodynamic project of a vehicle for competition in cross country rally. Opposed to the vehicles found in this category in Brazil, that are in general adaptations from commercial platforms, this vehicle has a totally specific project, dedicated to the category’s characteristic, then, part of the aerodynamic solutions adopted diverges from the rules usually followed by the projects of commercial vehicles. Furthermore, dealing about an off-road vehicle, several limitations were found in applying solutions used in high performance track vehicles, what makes even harder to obtain good results. An initial drawing was created attending to different theoretical suggestions for a good aerodynamic project, always respecting the premises imposed by the mechanical project, and to evaluate the efficiency of these solutions it was used the method of CFD simulations. After reviewing some studies and performing several simulations, an ideal template was achieved, which brought certain confidence level to the values found. With this template defined, several variations of the vehicle’s body drawing were simulated, until the best relation between the drag and lift coefficients was obtained. The result achieved was an optimized body drawing which presented expressive advantage in the coefficients compared with the initial drawing, beyond presenting clear superiority over the vehicles that compete nowadays in the referred category. It was concluded that, because of the vehicle’s characteristic, some specific spots in its body present strong influence on its aerodynamic performance, therefore special attention had to be given to these spots. The CFD tool has been shown to be very efficient under qualitative point of view, providing very sensible and satisfactory results within the purpose of the study.