Este documento descreve a determinação do coeficiente de arrasto aerodinâmico para um veículo Baja-SAE através de simulações no SolidWorks 2012. O coeficiente de arrasto foi calculado usando a resistência aerodinâmica obtida na simulação, a área frontal do veículo e a densidade do ar. A simulação mostrou que o coeficiente de arrasto é de 0,9207, e identificou áreas de alta pressão e turbulência no fluxo de ar ao redor do veículo.

1. TITULO: DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ARRASTO AERODINÂMICO PARA UM VEÍCULO
DO TIPO BAJA-SAE ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO EM SOFTWARE SolidWorks 2012®
Rafael Delmunde.1,2; Huemerson Maceti.1,6;
1Centro
Universitário Hermínio Ometto – UNIARARAS, Araras, SP.; 2Discente; 3Profissional; 4Docente; 5Co-orientador; 6Orientador.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
1. INTRODUÇÃO
O número de iterações foi determinado pelo próprio software através da condição de
No campo automobilístico, a busca pela maior eficiência se resume em
promover menor consumo de combustível reduzindo os esforços externos sobre o
convergência dos valores, como explicado por FIALHO(2008).
veículo. A aerodinâmica tem sido amplamente estudada para esse fim. O presente
Através da simulação foi possível obter o valor da Resistência Aerodinâmica e
trabalho foi desenvolvido com base no protótipo Baja da Equipe Bajarara –
Pressão Dinâmica nas condições aplicadas que foi de 153,58 N e 148,85 Pa,
UNIARARAS, visando uma contribuição no projeto e estudo de sua aerodinâmica.
respectivamente. A partir desses valores foi calculado a Área Frontal do Veículo (A) e por
fim seu Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico (Cx) que foram de 1,0318 m² e 0,9207
respectivamente.
2. OBJETIVO
O trabalho visa determinar, através de simulações computacionais,
utilizando-se para isso o software SolidWorks 2012®, o Coeficiente de Arrasto
Aerodinâmico (Cx) tendo como base um protótipo off-road do tipo Baja-SAE,
construído pela Equipe Bajarara – UNIARARAS.
3. MATERIAL E MÉTODOS
Figura 2: Escoamento do fluído ao redor do
veículo.
Segundo BRUNETTI(2012) a Equação (1.1) para determinação do
Figura 3: Pressão Dinâmica sobre o veículo.
Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico é dada da seguinte forma:
Força (Z)
Para determinação da Densidade (ρ), GILLESPIE(1994) fornece a Equação
(1.2) para calculá-la em função da pressão e temperatura ambientes:
(1.2)
Com a ajuda do software SolidWorks 2012® foi possível utilizar seu pacote
200
Resistência Aerodinâmica [N]
(1.1)
Resistência Aerodinâmica [N]
Resistência Aerodinâmica
150
100
50
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Velocidade [km/h]
Figura 4: Variação da Resistência Aerodinâmica em
função da velocidade.
10000
1000
153,58
100
10
1
0
50
100
150
Iterações
200
250
300
Figura 5: Convergência dos valores em função do
número de iterações.
de simulação fluídica denominado Flow Simulation, que realiza análises CFD
(Computational Fluid Dynamics), para efetuar a simulação e assim obter o valor da
força aplicada sobre o veículo, sendo esta a Força de Resistência Aerodinâmica.
Também é possível determinar a Área Frontal, do veículo através da seguinte
Equação (1.3):
5. CONCLUSÃO
O presente trabalho se mostrou eficaz na determinação do coeficiente de arrasto
aerodinâmico do veículo, de forma confiável e eficiente com relação a observação dos
(1.3)
pontos onde há evidente foco de pressão e turbulência. Dessa forma, podemos apontar
para a equipe onde podemos promover alterações que acabem por melhorar a
Tambvém foi utilizado o desenho do protótipo e foram determinados dados de
aerodinâmica do veículo, e consecutivamente o consumo de combustível.
entrada para a simulação:
6. REFERÊNCIAS
BRUNETTI, F. Motores de Combustão Interna. 3ªEd. São Paulo, SP: Blücher, 2012. Vol.1.
CANALE, A. C. Automobilistica Dinâmica e Desempenho. 1ªEd. São Paulo, SP: Érica, 1989. 127 p.
FIALHO, A. B. COSMOS – Plataforma CAE do SolidWorks. 1ªEd. São Paulo, SP; Érica, 2008. 352p.
Figura 1: Desenho do veículo em SolidWorks, fornecido pela Equipe Bajarara – Uniararas utilizado
na simulação.
Dados de Entrada
Valor
Unidade
Temperatura Ambiente
30,0
GILLESPIE, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. 3ª Ed. Warrendale, PA: SAE Inc., 1994. 495p.
MORAES, Caio. Aerodinâmica: Espionagem Industrial no Domínio da Natureza. Engenharia
Automotiva e Aeroespacial. São Paulo, SP: SAE Brasil, Ano 11, n. 51, p.32-37, jul/ago/set 2012.
SAE BRASIL. Regulamento Baja SAE Brasil. SAE Brasil, 2012. 40 p.
ᵒC
Pressão Ambiente
101,3
KPa
Velocidade
60,0
km/h
Tabela 1: Dados de entrada para a simulação.
AGRADECIMENTOS
A FHO|Uniararas pela disponibilização do software para simulação, ao professor
orientador pela ajuda à realização do trabalho e à Equipe Bajarara – UNIARARAS.