DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ARRASTO AERODINÂMICO PARA UM VEÍCULO DO TIPO BAJA-SAE ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO EM SOFTWARE

Trabalho sobre a determinação do Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico apresentado no IV Congresso Científico Uniararas (2013).

1. TITULO: DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ARRASTO AERODINÂMICO PARA UM VEÍCULO
DO TIPO BAJA-SAE ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO EM SOFTWARE SolidWorks 2012®
Rafael Delmunde.
1,2
; Huemerson Maceti.
1,6
;
1
Centro Universitário Hermínio Ometto – UNIARARAS, Araras, SP.;
2
Discente;
3
Profissional;
4
Docente;
5
Co-orientador;
6
Orientador.
1. INTRODUÇÃO

No campo automobilístico, a busca pela maior eficiência se resume em
promover menor consumo de combustível reduzindo os esforços externos sobre o
veículo. A aerodinâmica tem sido amplamente estudada para esse fim. O presente
trabalho foi desenvolvido com base no protótipo Baja da Equipe Bajarara –
UNIARARAS, visando uma contribuição no projeto e estudo de sua aerodinâmica.
2. OBJETIVO

O trabalho visa determinar, através de simulações computacionais,
utilizando-se para isso o software SolidWorks 2012®, o Coeficiente de Arrasto
Aerodinâmico (Cx) tendo como base um protótipo off-road do tipo Baja-SAE,
construído pela Equipe Bajarara – UNIARARAS.
5. CONCLUSÃO

O presente trabalho se mostrou eficaz na determinação do coeficiente de arrasto
aerodinâmico do veículo, de forma confiável e eficiente com relação a observação dos
pontos onde há evidente foco de pressão e turbulência. Dessa forma, podemos apontar
para a equipe onde podemos promover alterações que acabem por melhorar a
aerodinâmica do veículo, e consecutivamente o consumo de combustível.


6. REFERÊNCIAS

BRUNETTI, F. Motores de Combustão Interna. 3ªEd. São Paulo, SP: Blücher, 2012. Vol.1.

CANALE, A. C. Automobilistica Dinâmica e Desempenho. 1ªEd. São Paulo, SP: Érica, 1989. 127 p.

FIALHO, A. B. COSMOS – Plataforma CAE do SolidWorks. 1ªEd. São Paulo, SP; Érica, 2008. 352p.

GILLESPIE, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. 3ª Ed. Warrendale, PA: SAE Inc., 1994. 495p.

MORAES, Caio. Aerodinâmica: Espionagem Industrial no Domínio da Natureza. Engenharia
Automotiva e Aeroespacial. São Paulo, SP: SAE Brasil, Ano 11, n. 51, p.32-37, jul/ago/set 2012.

SAE BRASIL. Regulamento Baja SAE Brasil. SAE Brasil, 2012. 40 p.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

O número de iterações foi determinado pelo próprio software através da condição de
convergência dos valores, como explicado por FIALHO(2008).
Através da simulação foi possível obter o valor da Resistência Aerodinâmica e
Pressão Dinâmica nas condições aplicadas que foi de 153,58 N e 148,85 Pa,
respectivamente. A partir desses valores foi calculado a Área Frontal do Veículo (A) e por
fim seu Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico (Cx) que foram de 1,0318 m² e 0,9207
respectivamente.










Tabela 1: Dados de entrada para a simulação.
AGRADECIMENTOS

A FHO|Uniararas pela disponibilização do software para simulação, ao professor
orientador pela ajuda à realização do trabalho e à Equipe Bajarara – UNIARARAS.
Dados de Entrada Valor Unidade
Temperatura Ambiente 30,0 ᵒC
Pressão Ambiente 101,3 KPa
Velocidade 60,0 km/h
Figura 2: Escoamento do fluído ao redor do
veículo.
3. MATERIAL E MÉTODOS

Segundo BRUNETTI(2012) a Equação (1.1) para determinação do
Coeficiente de Arrasto Aerodinâmico é dada da seguinte forma:

(1.1)

Para determinação da Densidade (ρ), GILLESPIE(1994) fornece a Equação
(1.2) para calculá-la em função da pressão e temperatura ambientes:

(1.2)

Com a ajuda do software SolidWorks 2012® foi possível utilizar seu pacote
de simulação fluídica denominado Flow Simulation, que realiza análises CFD
(Computational Fluid Dynamics), para efetuar a simulação e assim obter o valor da
força aplicada sobre o veículo, sendo esta a Força de Resistência Aerodinâmica.
Também é possível determinar a Área Frontal, do veículo através da seguinte
Equação (1.3):
(1.3)

Tambvém foi utilizado o desenho do protótipo e foram determinados dados de
entrada para a simulação:
Figura 1: Desenho do veículo em SolidWorks, fornecido pela Equipe Bajarara – Uniararas utilizado
na simulação.
0
50
100
150
200
05101520253035404550556065
Resistência Aerodinâmica [N]

Velocidade [km/h]
Resistência Aerodinâmica
Figura 5: Convergência dos valores em função do
número de iterações.
153,58
1
10
100
1000
10000
0 50 100 150 200 250 300
Resistência Aerodinâmica [N]

Iterações
Força (Z)
Figura 4: Variação da Resistência Aerodinâmica em
função da velocidade.
Figura 3: Pressão Dinâmica sobre o veículo.