Eugenio Guerrero A01139575

Formula Uno: Aerodinámica

La Fórmula 1 o abreviada como F1 es denominada la categoría reina del automovilismo

Los automóviles utilizados son monoplazas con la última tecnología disponible, siempre limitadas por un reglamento técnico; algunas mejoras que fueron desarrolladas en la Fórmula 1 terminaron siendo utilizadas en automóviles comerciales, como el freno de disco.

El primer Gran Premio se realizó el 13 de mayo de 1950 en el circuito de Silverstone y fue ganado por el italiano Giuseppe Farina, consiguiendo además el campeonato de 1950 tras vencer a su compañero de equipo, el argentino Juan Manuel Fangio

Formula Uno

Carros Formula Uno entre 1950-2002

Silverstone Circuit

AerodinámicaComputational Fluid Dynamics (CFD)

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña

Numero de Reynolds aproximadamente: 104

• Los problemas de aerodinámica se resuelven normalmente usando las leyes de conservación de dinámica de fluidos aplicadas a un flujo continuo. Los tres principios son:

• La ley de conservación de masa, el principio de conservación de momentum (en el cual se utilizan las ecuaciones de Euler ya que se desprecia las fuerzas viscosas por que normalmente estas son muy pequeñas.) y por ultimo la ley de conservación de energía.

• Se utiliza también la ley de gas ideal por si se tienen muchas variables o que el aire tiene muchas partículas o “ingredientes” por considerar.

L: SustentaciónD: Resistencia AerodinámicaY: Fuerza Lateral

La sustentación es la fuerza generada sobre un cuerpo que se desplaza a través de un fluido, de dirección perpendicular a la de la velocidad de la corriente incidente. La aplicación más conocida es la del ala de un ave o un avión, superficie generada por un perfil alar.

Los puntos negros están en función del tiempo.

Formula Uno + Aerodinámica

• Downforce es un empuje hacia abajo creado por las características aerodinámicas de un coche.

• El propósito de la carga aerodinámica es permitir que un coche pueda viajar más rápido a través de una esquina mediante el aumento de la fuerza vertical en los neumáticos, creando así más agarre .

Frente• El ala delantera de un formula uno produce 1/4 de la “downforce” esta se

le puede modificar varias veces dentro de una misma carrera o ir recaudando información para ajustarse a una pista es especifico (se modifica mas que el ala trasera).

• Su trabajo es crear mayor fuerza para que las llantas delanteras tengan mas agarre pero también como es la primera parte del automóvil el recibir flujo de aire su trabajo también es guiar el flujo a través de todo el automóvil hasta el ala trasera donde el flujo turbulento ya esta golpeando a esta. Sin olvidar también que ayuda a enfriar los frenos.

1 2

3

1. Gestiona el aire pase por debajo del chasis2. Gestiona el aire alrededor de las llantas3. Gestiona el aire por arriba de las llantas

Trasera• El ala trasera produce aproximadamente un 30-35% de la “downforce”

total del automóvil.• El flujo de aire en la parte trasera del coche se ve afectada por las aletas

delanteras , las ruedas delanteras , espejos, casco del conductor , entradas de aire laterales y de escape. Esto hace que el alerón trasero sea menos aerodinámicamente eficiente que el alerón delantero , sin embargo , debido a que debe generar más de dos veces más carga aerodinámica como las aletas delanteras con el fin de mantener el manejo de equilibrar el coche, el alerón trasero tiene típicamente una relación de aspecto mucho más grande.

• Las placas terminales del alerón (la de los lados) funcionan para reducir la sustentación en las llantas traseras.

Ground Effect• Para poder crear el “ground effect” la

parte de abajo del vehículo tiene que tomar forma de perfil de ala invertida . El área transversal disminuye y acelera el flujo de aire creando baja presión debajo del coche

• El aumento de la distancia al suelo el flujo de aire produce bajas presiones que causan elevación global que bajar a valores negativos y luego a subir de nuevo como un despacho de suelo sigue en aumento.

• Más carga aerodinámica se puede generar usando un difusor entre las ruedas en la parte trasera del coche.

• El Aire entra en el difusor en una de baja presión,

• Al aumentar gradualmente el área de la sección transversal del difusor , el aire se reduce gradualmente y vuelve a su velocidad de corriente libre original y presión.

• El objetivo del difusor es para desacelerar el aire sin que la separación de las paredes del túnel , lo que causaría una pérdida, la reducción de la carga aerodinámica y la inducción de una gran fuerza de arrastre .

• Mediante la instalación de un ala invertida cerca de la salida del difusor que es posible crear un área de baja presión , que esencialmente aspira el aire del difusor.

• La combinación de difusor y el ala permite una velocidad de flujo de masa de aire superior a través del difusor , lo que resulta en una mayor carga aerodinámica.

• Los bordes afilados en las paredes de los túneles verticales generan vórtices de aire atrapado y ayudan a confinar el aire a través del difusor y reducen la posibilidad de que se separe.

• La combinación de difusor y el ala permite una velocidad de flujo de masa de aire superior a través del difusor , lo que resulta en una mayor carga aerodinámica.

• Los bordes afilados en las paredes de los túneles verticales generan vórtices de aire atrapado y ayudan a confinar el aire a través del difusor y reducen la posibilidad de que se separe.

Conclusión

• http://www.formula1-dictionary.net/cfd.html• http://technicalf1.tumblr.com/post/42620523447/a-quick-guide-to-the-f1-factory• http://www.f1scarlet.com/f1_beginners.html• http://www.ijser.org/researchpaper%5CImproved-Aerodynamic-Characteristics-of-

Aerofoil-Shaped-Fuselage-than-that-of-the-Conventional-Cylindrical-Shaped-Fuselage.pdf

• http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/18178• http://www.conceptcarz.com/view/racing/racingClassCars.aspx?racingClassID=4• http://www.grandprixhistory.org/alfa158.htm• http://www-f1.ijs.si/~rudi/sola/RaceCarAerodynamics.pdf• http://www.strangeholiday.com/oops/stuff/annurev.fluid.38.050304.092016.pdf

Bibliografía