Introducción a la aerodinámica en el ciclismo mediante cálculo CFD

Abstract

[EN] The present Final Degree Project consists of a series of studies in order to introduce the aerodynamic effects in cycling through CFD ( textit Computational Fluid Dynamics). A basic problem is modeled after which progress is made in the global study, making the pertinent modifications, with the purpose of adapting the case for all the studies and even for future extensions. After a theoretical introduction, the configuration of all the cases has been developed and justified, focusing on the tools used by STAR-CCM +. Once all the cases have been defined, the results have been presented, including the study of the solo cyclist, together with its corresponding mesh independence; a parametric study on the axial distance between two cyclists, and its comparison with the base case; an approach to the effects of the wind in cycling and, eventually, a transient case where the main goal is to analyze the forces involved during a cycling relay movement. From these studies, a series of conclusions that close the project are given.

[CA] El present Treball de Fi de Grau consisteix en una sèrie d'estudis a mode d'introducció dels efectes aerodinàmics al ciclisme mitjançant CFD (Computational Fluid Dynamics). Es modela un problema base a partir del qual s'avança a l'estudi global realitzant les modifi- caciones pertinents, amb el fi d'adequar el cas per a tots els estudis i també per a futures ampliacions. Tras la introducció teòrica, s'ha desenvolupat i justificat tota la configuració de tots els casos, incidint en les ferramentes utilitzades que ofereix STAR-CCM+. Una vegada definits tots els casos, s'han presentat els resultats, els quals inclouen l'estudi d'un ciclista en solitari amb la independència de malla; un estudi paramètric sobre la distància axial entre dos ciclistes, y la seua comparació amb el cas inicial; un acostament als efectes del vent en el ciclisme i, finalment, un caso transitori on es pretén analitzar les forces implicades durant un moviment de relleus. A partir d'estos estudis, es donen una sèrie de conclusions que tanquen el projecte.

[ES] El presente Trabajo de Final de Grado consiste en una serie de estudios a modo de introducci ón de los efectos aerodinàmicos en el ciclismo mediante CFD (Computational Fluid Dynamics). Se modela un problema base a partir del cual se avanza en el estudio global realizando las modificaciones pertinentes, con la finalidad de adecuar el caso para todos los estudios e incluso para futuras ampliaciones. Tras una introducción teórica, se ha desarrollado y justificado toda la configuración de todos los casos, incidiendo en las herramientas utilizadas que ofrece STAR-CCM+. Una vez defi- nidos todos los casos, se han presentado los resultados, entre los que se incluyen el estudio del ciclista en solitario, junto con la correspondiente independencia de malla; un estudio param étrico sobre la distancia axial entre dos ciclistas, y su comparación con el caso base; un acercamiento a los efectos del viento en el ciclismo y, finalmente, un caso transitorio donde se pretende analizar las fuerzas implicadas durante un movimiento de relevo. A partir de estos estudios, se dan una serie de conclusiones que cierran el proyecto.