بررسی روش های بهبود آیرودینامیک خودروها از طریق کنترل جریان انفعالی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

چکیده

بهبود عملکرد آیرودینامیکی وسایل نقلیه به علت تاثیر بر مصرف سوخت، پایداری و کنترل پذیری خودروها همواره مورد توجه مهندسان بوده است. در این پژوهش جهت دستیابی به دیدگاه اجمالی از تاثیرگذاری روش­های بهبود عملکرد آیرودینامیکی خودروها، مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه کاهش نیروهای آیرودینامیکی با استفاده از روش کنترل جریان انفعالی صورت گرفته است که می­تواند در بررسی، پیاده ­سازی و انتخاب روش مناسب تاثیرگذار باشد. نتایج حاصل نشان دهنده اهمیت بالای طراحی بدنه خودرو در کاهش نیروی پسا و نیروی برآاست به طوری که ایجاد کانال و انحنا در طرفین خودرو جهت انتقال جریان هوا از نواحی فشار بالا در جلوی بدنه به نواحی فشار پایین در پشت بدنه بیشترین میزان کاهش نیروی پسا را در پی دارد. همچنین استفاده از اسپویلر در انتهای بدنه به جهت تاخیر در جدایش و هدایت جریان هوا به سمت بالا، موجب کاهش نیروی برآ می­گردد. تاثیر این روش­ها بر کاهش نیروهای آیرودینامیکی بیش از سایر مکانیزم­ ها است، اما میزان دقیق تاثیرگذاری هر روش به نوع خودرو و نحوه پیاده­سازی آن بر روی بدنه بستگی دارد.

کلیدواژه‌ها


[1] Behravan, R., Mahdi, M., Numerical simulation of the combined effects of the rear spoiler and the curvature of the lateral surfaces on the lift and drag forces on the sedan type vehicle, Journal of Modares Mechanical Engineering, Vol. 18, No. 2, pp. 305- 315, (2018). (in Persian)
[2] Sudin, M.N., Abdullah, M.A., Shamsuddin, S.A., Ramli, F.R., Tahir, M.M., Review of research on vehicles aerodynamic drag reduction methods, International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering, Vol. 14, No. 2, pp. 37-47, (2014).
[3] Doost, A.K., Yazdi, A.M.S.Z., Green nature and reducing of air pollution with vehicle drag coefficient correction, Journal of Advances in Energy Engineering, Vol. 1, No. 2, pp. 28-33, (2013).
[4] Hu, X., Yang, B., Lei, Y., Wang, J., Li, X., Liao, L., Xu, T., Automotive shape optimization using the radial basis function model based on a parametric surface grid, Journal of Automobile Engineering, Vol. 230, No. 13, pp. 1808-1821, (2016).
[5] Dickison, M., Ghaleeh, M., Milady, S., Wen, L.T., Qubeissi, M.A., Investigation into the aerodynamic performance of a concept sports car, Journal of Applied Fluid Mechanics, Vol. 13, No. 2, pp. 583-601, (2020).
[6] Nath, D.S., Pujari, P.C., Jain, A., Rastogi, V., Drag reduction by application of aerodynamic devices in a race car, Journal of Advances in Aerodynamics, Vol. 3, No. 4, pp. 1-20, (2021).
[7] Xian, Q.U., Feng, Y.U., Optimization on stepping automotive wake structures based on orthogonal test method. Journal of Automotive Safety and Energy, Vol. 8, No. 1, pp. 59, (2017).
[8] Varney, M., Passmore, M., Gaylard, A., The effect of  passive base ventilation on the aerodynamic drag of a generic SUV vehicle, SAE International Journal of Passenger Cars-Mechanical Systems, Vol. 10, pp. 345-357, (2017).
[9] Guo, Z., Zhang, Y., Ding, W., Optimization of the aerodynamic drag reduction of a passenger hatchback car, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Vol. 233, No. 8, pp. 2819-2836, (2019).
[10] Hirst, T., Li, C., Yang, Y., Brands, E., Zha, G., Bluff body drag reduction using passive flow control of jet boat tail, SAE International Journal of Commercial Vehicles, Vol. 8, pp. 713-721, (2015).
[11] Hassan, S.R., Islam, T., Ali, M., Islam, M.Q., Numerical study on aerodynamic drag reduction of racing cars, Procedia Engineering, Vol. 90, pp. 308-313, (2014).
[12] Saleh, Z., Ali, A., Numerical Investigation of Drag Reduction Techniques in a Car Model, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 671, Kerbala, Iraq, November 4-6, (2019).
[13] Rohani, M., Numerical simulation of car's Aerodynamics and increase Aerodynamic performance of it body Spoiler and Diffuser, M.Sc Thesis, Department of Mechanical Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, (2018). (in Persian)
[14] Harish, G., Kumar, G.S., Babu, P.S., Modeling and CFD Analysis to Access Aerodynamics Effect of Car for Lift Reduction, Journal of Engineering Sciences, Vol. 10, No. 12, pp. 444-455, (2019).
[15] Kim, I., Chen, H., Shulze, R.C., A rear spoiler of a new type that reduces the aerodynamic forces on a mini-van”, SAE Technical Paper, USA, (2006).
[16] Shankar, G., Devaradjane, G., Experimental and computational analysis on aerodynamic behavior of a car model with vortex generators at different yaw angles, Journal of Applied Fluid Mechanics, Vol. 11, No. 1, pp. 285-295, (2018).
[17] Raman, L.A., Rahul, H.H., Methods for reducing aerodynamic drag in vehicles and thus acquiring fuel economy, Journal of Advanced Engineering Research, Vol. 3, No. 1, pp. 26-32, (2016).
[18] Kazemi, M., Ghanooni, P., Mani, M., Investigation of the aerodynamic effect of vortex generator placement on the car model, Proceedings of The 18th Conference on Fluid Dynamics, Mashhad, Iran, August, (2019). (in Persian)
[19] Wang, Y., Wu, C., Tan, G., Deng, Y., Reduction in the aerodynamic drag around a generic vehicle by using a non-smooth surface, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, Vol. 231, No.1, pp. 130-144, (2017).