Denna rapport utvärderar hur användningen av Drag Reduction System (DRS) skulle påverka accelerations-förlopp och energiförbrukningen vid konstant hastighet hos KTH Formula Student-bilen.Under åren har aerodynamikens betydelse inom racing ökat betydligt. För att anpassa och optimeraluftflödet runt fordonen använder motorsporter olika aerodynamiska komponenter. Generellt sett är lagenefter ökad lyftkraft mot marken(downforce) när de designar diverse aerodynamiska paket som visserligenförbättrar väggreppet men leder också till ökat luftmotstånd. Detta begränsar både topphastighet samtaccelerationsförmåga vilket leder till behovet av ett system som söker att motverka dessa begränsningar.DRS är ett system som oftast används inom motorsport och minskar luftmotståndet på raksträckor. Dettasystem fungerar som så att en mekanisk eller hydraulisk komponent öppnar vingelementen på bakvingen påraksträckor och därmed minskar luftmotståndet bilen upplever vilket ökar dess prestanda.Först gjordes en litteraturstudie för att identifiera vad som redan har undersökts för att således av-gränsa och få en ökad kunskap inom området. Baserat på resultaten från litteraturstudien och med hänsyntill de geometriska begränsningarna fastställdes nya anfallsvinklar för vingelementen när DRS är öppen.Därefter utfördes Computational Fluid Dynamics (CFD) simuleringar vid en hastighet på 40 km/hmed både öppen och stängd DRS för att utvärdera effekterna av de nya anfallsvinklarna. Resultaten visadeatt luftmotståndet minskade med cirka 55 %, medan lyftkraften som trycker ner bilen mot marken minskademed ungefär 25 %. Från detta beräknades accelerations- och hastighetsförlopp med max effekt från motorer-na samt körd sträcka under detta förlopp. Beräkningarna visade på ökad accelerationsprestanda redan eftermindre än 0,5 sekunder. Detta resulterade i en hastighetsskillnad redan vid cirka 50-60 km/h. Som en följdminskade den tid det tog att köra 60 meter med ungefär 15 hundradelar för öppen DRS jämfört med stängdDRS.För att utvärdera energiförbrukningen beräknades effekten, definierad som energi per sekund, somkrävs för att bibehålla hastigheten. Den sökta effekten beräknades med hjälp av hastighetsförloppet ochluftmotståndet vid varje hastighet. Resultatet blev att vid 40 km/h reducerades effektbehovet med 17 %,vid 100 km/h reducerades effektbehovet ännu mer ner till 36 % och vid 145 km/h, som är den maximalahastighet med stängd DRS enligt effektberäkningen, var reduceringen 40 %.Resultaten från denna studie indikerar på att luftmotståndet på bakvingen kan reduceras markant ge-nom att implementera DRS, som även ökar bilens hastighet, acceleration samt minskar energiförbrukningen.Vidare undersökningar rekommenderas för att etablera en helhetsbild av effekten av DRS på den verkligabanan Formula Student bilar tävlar på, i form av kurvtagning men även utvecklingen av en öppnings ochstängbar DRS. Dessutom rekommenderas vidare undersökning av hur det verkliga rullmotståndet förhållersig till luftmotståndet och lyftkraften för bilen i olika hastigheter.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-349704 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Lyselius, Marcus, Thiel, Jakob |
| Publisher | KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:208 |
Page generated in 0.0015 seconds