Estudio de viabilidad de la optimización del coeficiente aerodinámico de un vehículo mediante el control de la temperatura de sus superficies

Abstract

El propósito de este TFG es la demostración mediante un CFD, en este caso Fluent, de la influencia que tiene una variación térmica en el coeficiente aerodinámico de un vehículo. Se estudiara únicamente el coeficiente de arrastre y no el resto de coeficientes aerodinámicos. Posteriormente se simulará un vehículo a diferentes temperaturas y se compararan sus coeficientes de arrastre para determinar qué tipo de incidencia provoca un incremento térmico. Para este TFG se ha determinado que un aumento térmico afecta negativamente al coeficiente de arrastre, aumentándolo. Finalmente se ha propuesto un método para refrigerar la carrocería y se ha analizado su viabilidad. El método ha consistido en usar el propio aire acondicionado del vehículo para bajar la temperatura superficial y por consiguiente el coeficiente de arrastre. Mediante un balance de potencias se ha demostrado que no es rentable usar el aire acondicionado ya que la mejora de potencia con la bajada en el coeficiente de arrastre es menor que el gasto adicional por usar el aire acondicionado.

The purpose of this TFG is to demonstrate by means of a CFD, in this case Fluent, the influence that a thermal variation has on the aerodynamic coefficient of a vehicle. Only the drag coefficient will be studied and not the rest of the aerodynamic coefficients. Subsequently, a vehicle will be simulated at different temperatures and its drag coefficients will be compared to determine which type of incidence causes a thermal increase. For this TFG it has been determined that a thermal increase negatively affects the drag coefficient, increasing it. Finally, a method has been proposed to cool the bodywork and its viability has been analysed. The method consisted of using the vehicle's own air conditioning to lower the surface temperature and therefore the drag coefficient. By means of a power balance it has been demonstrated that it is not profitable to use the air conditioning since the improvement of power with the decrease in the drag coefficient is less than the additional expense for using the air conditioning.