Formula Student is a global engineering competition where university students collaborate to design, construct, and race formula-style cars. Aerodynamics is one aspect in the vehicle design that can improve on-track performance by increasing cornering and straight-line speed. To improve the aerodynamics of KTH Formula Student's DeV18 vehicle, the side structure is being redesigned. The current model, DeV17, features an underperforming tunnel-based side structure. To address this issue, this had the goal to investigate a new multi-element wing design that utilizes ground effect. The design study of the DeV18 vehicle is conducted using Siemens NX 2212 for 3D modelling and Simcenter Star-CCM+ 17.06.008-R8 for airflow simulations. To quickly investigate certain design parameters effect on the results, Design Manager Project inside Simcenter Star-CCM+ is used. The resulting side structure produces a total of 26 N of downforce and 6 N of drag at 40 kph, more than twice that of DeV17’s side structure while also producing less drag. Although this significant improvement compared to DeV17, it is believed that further increases in performance are necessary to compete with top teams. By using a more sophisticated method to optimize the multi-element wing, such as adjoint optimization, the concept could be improved. However, the overall potential of the concept is still considered too limited to achieve the desired performance goals, which is why it will no longer be investigated further.

Formula Student är en av de större tävlingarna för ingenjörs-studenter i världenoch går ut på att lag från olika universitet utvecklar samt bygger en racingbil somantingen drivs av en förbränningsmotor eller av eldrift. KTH Formula Studenttävlar i elbils-klassen och utvecklar just nu en ny bil för nästa års säsong. Dennabil skall vara fyrhjulsdriven med navmonterade motorer samt växellådor. Dessanya växellådor är av typen planetväxellådor på grund av det begränsade utrymmeti navet. Under detta arbete analyserades samt fastställdes det vilken konstruktionav dessa som skall väljas. Först fastställdes vilka krav som den nya växellådanskall uppnå samt vilka olika konstruktioner som skulle vara möjliga. Kraven somställdes var att växellådan skall ha en utväxling på 13.5 samt att den måste fårum i den 245 mm stora fälgen. De olika konstruktioner som analyserades var enenstegs-planetväxellåda (koncept 1), två seriekopplade enstegs-planetväxellådor(koncept 2) samt en Compound-planetväxellåda (koncept 3). Efter analys av dessatre koncept framkom det att koncept 3 bör väljas för vidareutveckling då dennauppfyller alla de krav som ställs på den. Skulle kraven kunna modifieras kan ävenkoncept 1 vara möjligt medans koncept 2 ansågs ej kunna uppfylla kraven.

The analytical modelling of complex turbulent airflow remains one of the great unsolved mysteries of physics, but in this paper two widely used Reynolds Averaged Navier-Stokes models (k-$\epsilon$ and k-$\omega$ SST) are compared while designing a heat exchanger for the KTH Formula Student electric race car. CAD software was used to design lattices for the heat exchanger core and theorise about how to increase heat transfer while also taking into account the utilisation of metal additive manufacturing. The models were then analysed using Computational Fluid Dynamics to determine their characteristics as well as the effects of the two turbulence models.  It was found that the first iteration of the second design performed best in terms of pressure drop and generating turbulent kinetic energy closely followed by the second iteration of the second design and the second iteration of the first design. When comparing the turbulence models the results indicated agreement with their theoretical foundations. The first model overestimating turbulent kinetic energy relative to the second, which picked up more detail of near-wall turbulence thanks to better boundary layer formulation. Future work includes improving the simulation setup, correlating the results with wind tunnel testing and further evaluating more complex designs.

Composite monocoque frames are becoming increasingly more popular inperformance cars. Compared to their steel and aluminum counterparts theyprovide additional torsional stiffness at the cost of less weight. This thesiscovers the complex optimization process of a monocoque applied within theregulations of a Formula Student competition. It aims to give the reader a goodunderstanding of the rules and how they affect the optimization process whilegenerating an optimized design used in the competition of Formula StudentGermany -21 by KTH Formula Student. The rules of Formula Student dictate the structural requirements on themonocoque based on a steel space frame. All materials except low carbon steelused in the structure require proof of equivalence through regulated testingmethods. However, this thesis shows that the regulated setup can severelyaffect results through a deep analysis of the testing methodology.The torsional stiffness of the monocoque is analyzed and optimized accordingto the results of a free-size optimization. Both through slight adjustmentsin chassis geometry and the laminate, resulting in a theoretical torsionalstiffness of 9.9 kNm/deg, more than five times as much as the old space frame.Weighing in at 20 kg, a significant weight reduction of about 10 kg, eventhough it was larger, with a surface area of about 4.2 m2. This design will be the first monocoque manufactured within KTH FormulaStudent since 2010. Therefore, a lot of focus was put on analyzing the rulesand lay the ground for future development by conducting tests on optimizedpanels. These results have the potential to further reduce the weight of a futuremonocoque with a different geometry. / Allt fler sportbilar använder självbärande karosser i komposit. Till skillnadfrån deras stål och aluminium motsvarighet så tillåter kompositkonstruktionenen styvare konstruktion för samma vikt. Denna rapport går igenom denkomplicerade optimeringsprocessen för en självbärande kaross i kolfiber appliceratinom tävlingen Formula Student. Målet med rapporten är att läsaren ska fåen bättre förståelse av reglerna och dess påverkan på optimeringsprocessensamtidigt som en optimerad design presenteras för användandet i “FormulaStudent Germany -21” åt KTH Formula Student. Reglerna inom Formula Student ställer strukturella krav på den självbärandekarossen baserat på en standard för stålrörsramar. Alla material förutomlåg kols stål som används i strukturen kräver att ekvivalens bevisas genomspecifika tester. Denna rapport visar att dessa tester kan generera olika resultatgenom en djup analys av metodiken. Torsions styvheten av karossen analyseras och optimeras enligt reglernagenom en så kallad free-size optimization". Genom att variera geometri ochkomposit utvecklades en kaross som var mer än 5 gånger så styv som dentidigare stålrörsramen med en teoretisk torsions styvhet på 9.9kNm/deg. Meden vikt på 20 kg reducerades även vikten 10 kg, även om den var större, ochhade en area på cirka 4.2m2. Denna design kommer att vara den första självbärande komposit karossentillverkad inom KTH Formula Student sedan 2010. Efter den djupa analysen avreglerna, testas då de optimerade panelerna, vilket lägger grunden för framtidautvecklingen. Dessa resultat har potential att reducera vikten ytterligare av enframtida kaross, genom ändringar i geometrin.

Arbetets syfte var att göra ett motiverat val av däck till bilen som KTH Formula Student planerar att utveckla till 2025. Detta gjordes genom att använda däckdata från FSAE TTC och utifrån den modellera alla däck med däckmodellen Magic Formula TNO MFTyre/MF-Swift 6.1. Denna modell innehåller variationer i däcktryck, camber och vertikal last. Därefter simulerades varvtid vid olika grenar som skidpad, autocross och endurance för att jämföra alla däcks prestanda. Dessutom kunde flera andra värden värda att jämföras beräknas utifrån däckmodellen och datan från FSAE TTC. Dessa var hållbarhet, däcktemperatur, däckens massa, sidkraftskoefficient, camberkänslighet och däckens fjäderkonstant. Alla dessa värden jämfördes till sist där varvtid och hållbarhet prioriterades. Tre däck fanns kvar i slutet vilka rekommenderades.