El origen de nuestro problema es el siguiente; basta con una vista frontal del coche de Fórmula 3:

Observamos claramente, que el retrovisor está justo en la línea de la toma de admisión; teniendo en cuenta que la admisión es la que proporciona potencia al motor, se puede pensar que esta disposición del retrovisor, afecta en alguna medida a la potencia del motor del coche; es más: si plegamos el retrovisor, nos damos cuenta que esta interferencia, “aparentemente” se reduce considerablemente. 

Por tanto, nuestro trabajo a partir de ahora, es calcular esta influencia en términos de potencia del motor.

2. Protocolo de actuación:

Vamos a realizar 2 simulaciones CFD de todo el coche de F3, centrándonos en la toma de admisión como parte o elemento a calcular:

- Con retrovisor en posición normal.

- Con retrovisor replegado.

En un primer lugar, hemos de pasar nuestro coche a formato CAD, apto para ser tratado convenientemente por nuestro software CFD.

Para ello, utilizamos 2 métodos, sistemas o procedimientos:

- Palpador; el contacto del sensor de la punta con un objeto, almacena sus coordenadas tridimensionales.

- Scanner 3D; un barrido láser en 3D, permite almacenar la superficie del coche en modo de puntos densamente esparcidos. 

El inconveniente que tienen ambos métodos y por extensión todos los que se aplican en ingeniería inversa, es que suministran o crean una nube de puntos increíblemente densa, con cientos de millones de puntos, conformando el coche; también es verdad que la precisión que se puede alcanzar ronda las micras…

De cualquier forma es necesario tratar adecuadamente esa nube de puntos, con el objetivo de conformar todas las superficies de las que se compone nuestro coche.

Realizamos dicho proceso y vamos obteniendo progresivamente superficies y partes de nuestro coche:

Hasta obtener, por fin, nuestro coche totalmente, con las precisiones requeridas en ciertas partes (con el fin de no aumentar en exceso el tamaño del diseño) y con los detalles necesarios:

Una vez hemos llegado a este punto, el proceso continúa con la elaboración de la malla y la realización de las simulaciones CFD; éstas culminan, con las típicas imágenes que podemos encontrar en Internet:

Respecto estas representaciones, cabe decir, que si bien son espectaculares, no sirven para mucho; el hecho de necesitar, en nuestro caso, medir las presiones de admisión, conlleva la cuantificación de dicha presión, y no la visualización del flujo, por muy bonito que ésta sea. 

3. Resultados: 

Si calculamos la evolución temporal de la presión justo en la boca de admisión, observamos claramente, la diferencia de presión.

Con el retrovisor plegado, la presión es considerablemente mayor que con el retrovisor en posición normal.

Esta diferencia de presión, conlleva irremediablemente, una diferencia de potencia útil en nuestro motor.

Otra forma de representar esta diferencia, es representando la presión particular de cada geometría, en función del tiempo (es este caso nuestro, representamos la fuerza de resistencia):

4. Conclusiones: 

Con los datos obtenidos, podemos concluir diciendo que la diferencia en términos de potencia, son aproximadamente unos 4 caballos.

Hemos desarrollado todo el proceso de resolución de nuestro problema, desde que hemos localizado o “intuido” el problema, pasando por la definición del problema, la generación del modelo en CAD, y acabando con las simulaciones CFD.

Se trata de un protocolo de actuación o estudio típico en competición; de ahí la importancia que tiene.

Esperamos que haya gustado y sea de utilidad, al menos, para enfocar adecuadamente un problema, y saber a grandes rasgos, cómo empezar a solucionarlo. 

Ruben Llorens
Margarita Escobar
Ingenieros de Turbulencia

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