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Mondo CAE - L'analisi CFD degli specchietti retrovisori delle auto.



In questo articolo di MondoCAE si analizza come la simulazione CFD sia un aspetto utile per simulare il comportamento degli specchietti retrovisori delle automobili.

Mentre si va in auto durante un temporale può sembrare scontato che non si accumuli acqua sul finestrino laterale in corrispondenza dello specchietto retrovisore.

Ma questo aspetto non è da dare per assodato. Nella realtà può avvenire un accumulo di liquido sul vetro che potrebbe causare una perdita di visibilità laterale e quindi portare il guidatore in una condizione di bassa sicurezza.


Analizziamo due diverse configurazioni di specchietti per vedere se sono ottimizzate rispetto al flusso d'acqua.


CASO STUDIO: CONFRONTO TRA DUE DIVERSE TIPOLOGIE DI SPECCHIETTO


In questo caso studio si sta ipotizzando un automobile che viaggia alla velocità di crociera di 130 km/h.

Lo scopo è quello di verificare il ristagno di acqua in corrispondenza della zona di vetro posta tra l'osservatore e lo specchietto retrovisore.

Si analizzano due diverse tipologie di specchietto, uno che potremmo definire grezzo ed uno dalla forma più sportiva.

Figura 3: Volume Fluido con a sinistra l'inlet ed a destra l'outlet.

In figura sono riportati i due diversi specchietti analizzati. Si analizza lo specchietto senza considerare la presenza del corpo auto, quindi come se fosse completamente attaccato su una parete piana. Questo però non ci farà perdere di generalità rispetto al caso reale.




Figura 2: Geometria Specchietto Non Sportivo

Figura 3: Geometria Specchietto Sportivo

ANALISI DEI RISULTATI OTTENUTI

Nelle due analisi si possono vedere due diversi comportamenti.


Si analizzano le due diverse condizioni di linee di flusso per i diversi modelli.


Figura 4: Streamline Geometria Specchietto Grezzo

Figura 5: Streamline Geometria Specchietto Sportivo

Si nota come nel caso dello specchietto grezzo, vi sia una brusca interruzione delle linee di flusso proprio in corrispondenza della zona di visione. Questo si traduce in un accumulo di liquido in quella zona.

Di comportamento diverso invece il caso dello specchietto sportivo. In questo caso si nota come le linee di flusso siano continue oppure quasi tutte deviate nella aprte superiore ed inferiore del finestrino. Questo si traduce in un non accumulo di acqua in quella zona con conseguente aumento della capacità di visione.


Per maggior chiarezza si mostrano i filmati delle streamline a parete delle diverse configurazioni.


Nel video1 relativo allo specchietto grezzo, si può notare come vi sia un accumulo di acqua nella zona dopo il punto di attacco, comportamento che si evince dal fatti che la velocità della streamline si annulla proprio in corrispondenza di quel punto.


Video 1: Streamline Geometria Specchietto Grezzo

Comportamento non presente nel video 2. Infatti si può notare come le linee di flusso si dividano perfettamente in 2 zone (superiore e inferiore) lasciando solamente una parte centrale che si dirama come una linea continua lungo tutta la lunghezza del vetro. Nella realtà andremo a vedere proprio un rigagnolo d'acqua.


Video 2: Streamline Geometria Specchietto Sportivo

QUALI SONO I PARAMETRI CHE INFLUENZA I DUE DIVERSI RISULTATI?


Analizzando i due diversi risultati, si può notare come un parametro fondamentale per le due simulazioni sia la distanza tra lo specchietto ed il vetro. Infatti, se la distanza è elevata, il flusso non rallenta ed è in grado di trascinare via l'acqua che tenderebbe ad acculularsi.

D'altro canto invece, se la distanza tra specchietto e vetro è troppo bassa, si genera una zona di ristagno che tende a formare un accumulo d'acqua in quella zona.


La forma dello specchietto invece ha solamente un impatto sulla vorticosità di scia con conseguenza aumento o diminuzione della resistenza della vettura.


Ovviamente il design dello specchietto sportivo è da ottimizzare, effettuando un analisi parametrica su quale sia la distanza migliore o su quale sia la forma migliore del bordo di attacco e del bordo di uscita. Inoltre è da migliorare la forma della parte di collegamento all'automobile e simulare la metà dell'automobile.


Se questo articolo vi è piaciuto, seguitemi per rimanere aggiornati sul #mondoCAE, la simulazione nella nostra quotidianità.



Ing. Francesco Grispo



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