O estudo de desempenho aerodinâmico é um assunto que sempre esteve em pauta nas competições automobilísticas. O desempenho dos carros visto em pista é resultado de uma análise meticulosa envolvendo toda a dinâmica do carro . Na NASCAR e na Fórmula 1, categorias de primeira linha do automobilismo mundial, a utilização da CFD (Computational Fluid Dynamics), que geralmente se dá na área da aeronáutica vem ganhando espaço. Finalmente, esse tipo de análise de desempenho chegou ao Brasil nas competições da Stock Car, categoria nacional que cresce a cada ano. E os resultados trazidos com a colaboração da ATS vislumbram um novo futuro para a competição.
A equipe CIMED, cujo chefe é William Curvelo e o engenheiro responsável é Sergio Troy, entrou em contato com a ATS para um estudo de desempenho aerodinâmico de seu carro na categoria, pilotado por Lucas Foresti na temporada 2018. O estudo foi realizado a partir da utilização de vários softwares consagrados no mercado internacional, sendo a ATS uma das pioneiras das aplicações no Brasil.
O CFD++, foi utilizado para a simulação do fluxo de ar no entorno do carro; a visualização dos resultados se deu a partir do Tecplot360EX e o Ennova Mesh Generation foi responsável pelo desenvolvimento de uma malha computacional sobre o modelo tridimensional do carro; destaca-se a capacidade de integração entre o CFD++ e o Ennova, escolhidos pela ATS para realizar a tarefa em tempo recorde mesmo que com geometrias complexas.
Com o Ennova, foi possível gerar uma malha de 62 milhões de elementos que formam toda a geometria do carro. O modelo final em 3D está apresentado abaixo. Podemos ver os detalhes da carroceria, as características internas e a o design do spoiler, uma das partes essenciais na descrição da aerodinâmica.
A partir desse modelo, com o CFD++, pôde-se reconstruir a dinâmica dos fluidos relacionada ao carro a partir de algumas condições de contorno. Na interface do software, o design do carro foi posicionado de acordo a reproduzir as mesmas condições de prova, a fim de fazer um estudo quantitativo sobre o design do carro e como cada parte dele afeta sua aerodinâmica. Na figura abaixo, vemos a construção do modelo em 3D de acordo com a posição em relação ao fluxo de ar quando o carro está em movimento.
Sabendo das condições de contorno e das condições de prova, pôde-se descrever os diferentes perfis de pressão que agem sobre o carro de maneira extremamente precisa, o que ajuda a identificar possíveis falhas aerodinâmicas e indicar possíveis aprimoramentos a serem feitos no carro. Os perfis dada a aplicação dos métodos da ATS estão exibidos abaixo. Nas cores mais quentes, as zonas que sofrem maior pressão e nas cores frias, os locais onde a pressão é menor.
Considerando-se a velocidade do fluido ao redor do carro como sendo a parte essencial para o estudo de aerodinâmica, pode-se traçar as linhas de fluxo que passam pela carroceria de maneira a obter um perfil de velocidades. As três primeiras traçam as linhas de fluxo de ar, e a última uma descrição quantitativa de como se dão, ainda, os diferentes perfis de velocidade do fluido ao redor do carro.
Sendo uma parte essencial da aerodinâmica envolvida nas competições automobilísticas, também foi possível identificar os perfis de pressão agindo sobre o spoiler, apresentado na figura abaixo.
A partir desses perfis, também foi feita uma análise de desempenho em termos de ganho de tempo considerando-se um caso real de corrida, e no que possíveis mudanças baseadas nesse estudo poderiam trazer de benefícios para a equipe. Para as zonas de freio e curva, o ganho positivo de tempo foi de 0,05s. Já para as partes de linha reta do circuito, o ganho foi de 0,08s.
Seguindo as sugestões da ATS de acordo com o estudo apresentado, a Stock Car desfrutou dos benefícios trazidos em pista. Os pilotos obtiveram resultados expressivos de tempo, e alguns conseguiram classificações melhores justamente devido às mudanças sugeridas pela ATS através do estudo da CFD. Mais uma vez, a empresa mostrou sua seriedade e efetividade garantindo uma boa performance para o mercado.
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