Study of aerodynamic behavior of different types of vehicle behind windbreak fences under crosswind.

Abstract

Durante este proyecto se ha estudiado el comportamiento de diferentes vehículos ante la acción del viento cruzado y una solución para ello como son las barreras cortavientos. Por medio de simulaciones CFD con modelos numéricos validados se han realizado diferentes estudios sobre la influencia de cada variable de diseño de una valla cortavientos en su eficiencia al proteger a un vehículo del viento cruzado, siendo estas variables la geometría de la valla y porosidad, altura de la misma, distancia entre valla y vehículo y la influencia de la incorporación de un deflector y su ángulo. Tras este estudio se ha presentado un prototipo final de valla cortavientos. La efectividad de la configuración final de barrera cortavientos se ha ensayado para los tres tipos de vehículo utilizados en este estudio (camión, coche y motocicleta) obteniendo unos resultados finales satisfactorios que prueban la gran efectividad de las barreras cortaviento para proteger a un vehículo de la acción del viento cruzado. Esta efectividad se ha visto en una gran reducción del coeficiente de momento de balanceo y del coeficiente de fuerza lateral de los vehículos, además de reducir también el coeficiente de resistencia aerodinámica, lo que prueba que estas barreras además de proteger de la acción del viento y reducir así el número de accidentes provocados por el viento, también pueden contribuir al ahorro de combustible de los vehículos y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

During this project, the behaviour of different vehicles in the face of the action of the cross wind has been studied and a solution for this has been found in the form of wind barriers. By means of CFD simulations with validated numerical models, different studies have been carried out on the influence of each design variable of a windbreak barrier on its efficiency in protecting a vehicle from the cross wind. These variables are the geometry of the barrier and its porosity, its height, the distance between the barrier and the vehicle and the influence of the incorporation of a deflector and its angle. Following this study, a final prototype of a wind fence has been presented. The effectiveness of the final wind barrier configuration has been tested for the three types of vehicle used in this study (truck, car and motorcycle) obtaining satisfactory final results that prove the great effectiveness of wind barriers to protect a vehicle from the action of cross wind. This effectiveness has been seen in a large reduction in the vehicle's roll moment coefficient and side force coefficient, in addition to also reducing the drag coefficient, which proves that these barriers, in addition to protecting from the action of the wind and thus reducing the number of accidents caused by the wind, can also contribute to vehicle fuel savings and reduce greenhouse gas emissions.