DrivAer modellerinde sayısal (CFD) yöntemlerle aerodinamik inceleme ve akış kontrolü

Sürüklemenin azaltılması, özellikle menzil ve verimlilik sorunları yarattığı bilinen elektrikli araçların yükselen trendi düşünüldüğünde, araçlar için en kritik konulardan biridir. Bu çalışmada, saptırıcı plakalar, DrivAer jenerik araba modellerinin kapalı gövdeli estateback, fastback ve notchback modellerinin arka ucunun üst ve alt bölgelerinde pasif akış kontrol elemanı olarak sayısal olarak test edilmiştir. Plaka eğimi, optimum saptırıcıları bulmak için parametrize edilmiştir. CFD simülasyonları k-ω SST RANS türbülans modeli ile gerçekleştirilmiş ve temel modelin benzetimi önceki deneysel çalışmaların sürükleme kuvveti katsayısı ile doğrulanmıştır. Ardından parametrik, genetik algoritmalı yanıt yüzeyi ve eklenik optimizasyon aşamaları sırasıyla üst ve alt saptırıcılar üzerinde uygulanmıştır. Sonuç olarak, bu iki deflektörün optimum açılarla aynı anda kullanılması, CD değerlerinde, station, fastback ve notchback için sırasıyla %17,90, %4,82 ve %7,25 oranında azalma sağlamıştır. Bununla birlikte, ayrıntılı niteliksel analiz, üst ve alt saptırıcıların izde farklı sürükleme azaltma mekanizmalarına sahip olduğunu göstermektedir. Üst deflektör, tüm modellerde, art izi istatistiklerini azalmış ve iyileştirilmiş aşağı akım ile arka yüzeyde basınç geri kazanımı sağlamıştır. Öte yandan, alt deflektör estateback modelinde, araç altındaki hava akışını kısıtlar. Böylelikle eğimli difüzör bölümünde, kısıtlı hava akımı üst gövdeye saptırılırken işlevselliğini bloke ederek basınç geri kazanımı sağlar ve iz bölgesini artırmasına rağmen iyileştirilmiş yukarı akım ile arka yüzeyde de basınç geri kazanımı sağlamıştır. Fastback modelinde alt saptırıcı yukarıakımı iyileştirerek akış kontrolü sağlarken, notchback modelinde ise aşağıakım ve yukarıakım arasında etkileşimi engelleyerek akış kontrolünü sağlamıştır.