Estudio, diseño y adaptación de ventiladores de efecto suelo en un vehículo de Formula Student

Abstract

This project presents the study, design, and implementation of ground effect fans in a Formula Student vehicle, in collaboration with the BCN eMotorSport team. The primary objective is to enhance the aerodynamic performance of the vehicle by using fans to increase ground adhesion, thereby optimizing its on-track behavior and competitiveness in races. To carry out this project, the code developed by the BCN eMotorSport team using OpenFoam software, a powerful computational fluid dynamics (CFD) simulation tool, was employed. The project's methodology includes several phases, starting with a thorough investigation of ground effect fans and their applications in motorsport. Additionally, an internet search was conducted to identify the fan that best suited the specific requirements of the project. Once the appropriate fan was selected, simulations were carried out using the supercomputer access provided by the Consorci de Serveis Universitaris de Catalunya (CSUC) to evaluate its impact on the vehicle's aerodynamics. These simulations considered various factors, such as airspeed, pressure, and aerodynamic load distribution, ensuring that the fan integration significantly improved the vehicle's performance. The simulation results indicated a notable increase in aerodynamic load, which potentially translates to better performance under competitive conditions. This study contributes to the advancement of aerodynamic techniques applied in Formula Student vehicles, providing a solid foundation for future research and development in this field.

Este trabajo de fin de grado presenta el estudio, diseño y adapción de ventiladores de efecto suelo en un vehículo de Formula Student, en colaboración con el equipo BCN eMotorSport. El objetivo principal de este proyecto es mejorar el rendimiento aerodinámico del vehículo mediante el uso de ventiladores que incrementen la adherencia al suelo, optimizando así su comportamiento en pista y su competitividad en carreras. Para llevar a cabo este proyecto, se ha empleado el código desarrollado por el equipo BCN eMotorSport utilizando el software OpenFoam, una potente herramienta de simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD). La metodología del proyecto incluye varias fases, comenzando con una investigación sobre ventiladores de efecto suelo y sus aplicaciones en automovilismo. Además, se realizó una búsqueda para identificar el ventilador que mejor se adecuara a los requisitos específicos del proyecto. Una vez seleccionado el ventilador adecuado, se realizaron las simulaciones gracias al acceso que brinda el Consorcio de Servicios Universitarios de Cataluña (CSUC) a su supercomputador para evaluar su impacto en la aerodinámica del vehículo. Estas simulaciones consideraron diversos factores, como la velocidad del aire, la presión y la distribución de la carga aerodinámica, asegurando que la integración del ventilador mejora significativamente el rendimiento del vehículo. Los resultados de las simulaciones indicaron un aumento notable en la carga aerodinámica del vehículo, lo que potencialmente se traduce en un mejor desempeño en condiciones de competencia. Este estudio contribuye al avance de las técnicas aerodinámicas aplicadas en vehículos de Formula Student, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones y desarrollos en este campo.