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Optimización de la carrocería de un coche de competición para mejorar su comportamiento aerodinámico

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2018-10
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2018-10-08
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En este proyecto se ha diseñado una cascada lateral que se sitúa entre los ejes delantero y trasero y que permite mejorar el comportamiento aerodinámico del monoplaza que el equipo Formula UC3M ha presentado a la competición Formula Student Spain, en la que la Universidad Carlos III de Madrid ha competido en agosto de 2018. Esta cascada lateral se ha acoplado al resto del monoplaza evitando la existencia de interferencias físicas con otras partes del vehículo, además de que se ha adaptado a la normativa vigente de la competición y se ha acomodado al presupuesto y los recursos de fabricación de los que dispone el departamento de aerodinámica del equipo Formula UC3M. Delimitados los perfiles alares disponibles por fabricación y presupuesto disponible, se han diseñado y simulado diferentes configuraciones de la cascada lateral para buscar cuál es la que mejores resultados aerodinámicos arroja. El monoplaza precisa de dispositivos aerodinámicos que generen baja resistencia aerodinámica para las pruebas de aceleración, pero también necesita de carga aerodinámica para rendir a un buen nivel en las pruebas como el skidpad o la prueba de resistencia, las cuales se dan en circuitos muy revirados en los que la aerodinámica juega un papel clave tanto en prestaciones puras como en el comportamiento general del monoplaza. Con el diseño final de la cascada lateral se ha realizado un estudio de la vorticidad y de las líneas de corriente del monoplaza, tanto a baja velocidad como a alta velocidad, que ha permitido comprender el comportamiento dinámico del aire durante el funcionamiento del monoplaza. Posteriormente se ha detallado la fabricación de los distintos elementos que componen la cascada, indicando los materiales y los procesos empleados. Por último, se ha elaborado un presupuesto detallado en el que se ha determinado, en primer lugar, el coste de desarrollo del proyecto y, por otro lado, el coste de fabricación de la cascada lateral.
This project has as aim the design of a lateral fall that will be placed between the front and rear axle, permitting an improvement in the aerodynamic behaviour of the car that Formula UC3M Team will take to Formula Student Spain competition, in which UC3M will participate in August 2018. This lateral fall must be able to be attached to the rest of the vehicle avoiding physical interferences with other vehicle parts. Furthermore, it is needed to comply with the current regulations of the competition and accommodate to the budget and manufacturing resources that are available for the Formula UC3M Aerodynamic Department. Once defined the available wing profiles by manufacturing and budget, different configurations will be designed and simulated for the lateral fall in order to look for which is the one that better aerodynamic results provides. The car needs aerodynamic devices that generate low aerodynamic resistance for the acceleration test, but it also needs of it for doing well in tests like skid pad or resistance test, which appear in twisting tracks where aerodynamics play a key role in pure features as well as in the general behaviour of the car. With the final design of the lateral fall, it will be done an analysis of the vorticity and the car streamlines, both in low and high speed, allowing to study how the air interacts with this fall. Later, it will be detailed the manufacturing of the different elements that make up the fall, detailing materials and the employed procedures. Finally, it will be also done a detailed budget in which it will be determined the approximate cost of the design, simulations and manufacturing of the lateral fall, as well as the time employed in its development.
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Keywords
Aerodinámica, Carrocería, Vehículos de competición, Cascada lateral
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