Implementazione di una procedura di ottimizzazione aerodinamica in ambito automobilistico

Nella presente tesi di laurea specialistica si presenta l’implementazione di una procedura automatizzata di ottimizzazione aerodinamica che può essere usata per lo studio di problemi relativi l’ottimizzazione aerodinamica di autoveicoli. Obbiettivo del lavoro svolto è stato mettere a punto tale procedura tramite l’utilizzo dei seguenti programmi: • ANSA® v.13.0.2 della BETA CAE Systems S.A. per la parametrizzazione della geometria del modello e la creazione delle mesh di superficie e di volume; • Fluent® v.6.3.26 del gruppo Ansys per l’analisi CFD del caso studio; • mode FRONTIER v.4.0 della ESTECO per la gestione dell’ottimizzazione. Come punto di partenza è stata presa a riferimento la procedura di ottimizzazione attualmente in uso nel Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’Università di Pisa che utilizza per svolgere le stesse operazioni i seguenti software: • CATIA® V5R17 della Dassault Systemes per la parametrizzazione della geometria; • Gambit® del gruppo Ansys per le operazioni di mesh di superficie; • TGrid® del gruppo Ansys per le operazioni di mesh di volume; • Fluent®v.6.3.26 del gruppo Ansys per l’analisi CFD; • mode FRONTIER® v.4.0 della ESTECO per la gestione dell’ottimizzazione. È stato scelto come caso studio per la validazione della procedura un esempio di berlina del segmento c: data la relativa importanza dei risultati conseguenti l’analisi fluidodinamica, si è scelto di eseguire una mesh piuttosto grossolana dell’auto e del volume per avere tempi non eccessivamente elevati di esecuzione del ciclo di ottimizzazione. Preliminarmente è stato eseguito uno studio di convergenza sui cofficienti aerodinamici e sono state operate delle simulazioni CFD preliminari per un’efficiente scelta dei parametri del solutore che velocizzassero i tempi di simulazione. Come parametro aerodinamico da ottimizzare, vista la categoria dell’auto studiata, è stato scelto il Cd (cofficiente di resistenza) nell’ottica di un’ipotetica riduzione della resistenza aerodinamica e dunque dei consumi: al termine della procedura è stata trovata una configurazione della geometria che porta il valore del Cd a 0.237 (contro un valore iniziale di tale parametro di 0.259)