Search

The development and optimization of the rear wing of a Formula Student car must be done with the aid of CFD numerical simulations, since in order to ensure a good aerodynamic performance a great number of wing configurations need to be tested. The aim of this thesis was to develop a fully functional optimization code, that could be easily adapted to generate the optimal rear wing for any given Formula Student car, only needing the car CFD results. As a means to accomplish that, a CFD simulation was performed to the Formula Student Aveiro teams’ car and additional wind tunnel testing was conducted with the purpose of corroborating the simulation results. Hereupon, the velocity profile at the car rear end, obtained in the CFD simulation, was used as the inlet in the rear wing simulation for the optimization process, allowing a contribution of the car geometry to the rear wing optimization without the addition of unnecessary computational time. Finally, an optimization code based on the Harmony Search Algorithm was created to define the optimal rear wing parameters and with that achieve an optimized rear wing configuration. The optimized configuration consists of 4 airfoils, and showed excellent results even surpassing the rear wing performance of the 2016 FSAE Czech Republic competition winner. O desenvolvimento e otimização da asa traseira de um carro do tipo Formula Student devem ser tratados através de simulações numéricas do tipo CFD, dado que, para assegurar uma boa performance aerodinâmica da asa traseira, teriam de ser testados um grande número de configurações. O objetivo deste trabalho era desenvolver um código de otimização¸ completamente funcional, capaz de ser facilmente adaptado, de forma a gerar uma asa traseira ótima para qualquer veículo do tipo Formula Student, sendo apenas necessários os resultados da simulação CFD. De forma a cumprir o proposto, foi realizada ao carro da equipa de Fórmula Student da UA uma analise CFD, tendo, adicionalmente, sido efetuados testes no túnel de vento com o propósito de corroborar os resultados da simulação. Tendo em consideração o exposto, o perfil de velocidades na parte traseira do carro, obtido através da sua simulação CFD, foi usado como Inlet na simulação da asa traseira para o processo de otimização, permitindo a contribuição da geometria do carro para o processo de otimização da asa traseira sem a adição de tempo computacional desnecessário. Por fim, foi criado um código de otimização baseado no Harmony Search Algorithm, com o propósito de otimizar os parâmetros que definem a geometria da asa traseira e com isso obter com uma configuração otimizada. A configuração otimizada e composta por 4 airfoils, tendo demonstrado excelentes resultados, ultrapassando até o desempenho da asa traseira da equipa que ganhou a competição FSAE Czech Republic, em 2016. Mestrado em Engenharia Mecânica

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2015-06-22T11:07:13Z No. of bitstreams: 1 DM_PedroNovais_2014_MEESE.pdf: 11410771 bytes, checksum: dfb94c434a5243cf6c1fb8516dd57c50 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2015-06-23T11:18:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_PedroNovais_2014_MEESE.pdf: 11410771 bytes, checksum: dfb94c434a5243cf6c1fb8516dd57c50 (MD5) Made available in DSpace on 2015-06-23T11:18:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_PedroNovais_2014_MEESE.pdf: 11410771 bytes, checksum: dfb94c434a5243cf6c1fb8516dd57c50 (MD5) Previous issue date: 2014