Evaluación de un Modelo Cuasi-Dinámico para la Simulación Aerodinámica Inestacionaria de Vehículos con Movimientos Verticales

Abstract

En el ámbito de la aerodinámica vehicular, emergen fenómenos transitorios impulsados por las fuerzas que interactúan con la estructura del vehículo y su sistema de amortiguación. La modelización numérica de esta situación plantea desafíos notables en cuanto a la gestión de la discretización espacial. Aunque gran parte de los estudios de aerodinámica vehicular se han realizado con geometrías estáticas, se ha reconocido la necesidad de explorar el impacto del movimiento, a menudo utilizando formas simplificadas, como el cuerpo de Ahmed para estos estudios. Por otro lado, la inclusión de geometrías de vehículos reales en simulaciones dinámicas exige mucho de las técnicas de mallas dinámicas empleadas, debido a la presencia de geometrías con un alto grado de detalle. Ante este escenario, es esencial equipar a los modelos aerodinámicos con estrategias numéricas capaces de representar el movimiento del vehículo y sus efectos en las fuerzas aerodinámicas. En este contexto, nuestro estudio propone evaluar la precisión de una técnica cuasi-dinámica que impone una condición de velocidad variable en el tiempo y el espacio en las paredes del automóvil, representando así el movimiento relativo del vehículo en condiciones reales de desplazamiento. Siguiendo la premisa de que la velocidad de avance del vehículo supera significativamente la velocidad vertical o lateral del movimiento relativo de la carrocería, es posible capturar los efectos dinámicos con un grado de aproximación aceptable. Esta técnica se examina mediante el cuerpo de Ahmed y los resultados se contrastan con simulaciones numéricas que representan fielmente el movimiento de la carrocería mediante una técnica de malla dinámica. Nuestros hallazgos indican que la estrategia adoptada permite capturar cualitativamente la variación temporal de las fuerzas aerodinámicas, posicionando este enfoque como una opción directa a ser considerada en modelos aerodinámicos de mayor complejidad.