CFD aerodynamic study of a race car rear wing with DRS open and closed

Abstract

[ES] La Fórmula 1 es un deporte muy exigente, donde la aerodinámica ha ido ganando cada vez más importancia hasta hoy, cuando es un pilar fundamental de la competición sin el cual no sería posible ningún vehículo competente en los diferentes circuitos.

Este proyecto se centrará en lo que ha sido una de las últimas innovaciones en el campo de la aerodinámica que se ha incluido en este deporte, el DRS. Además, se explicarán los principios básicos para comprender su funcionamiento y se analizará una aproximación a la realidad utilizando los perfiles de Selig s1223 y Eppler E420 y con el soporte del software Salome V9 y OpenFoam 6. El propósito de este proceso es proporcionar datos precisos y fiables que nos permitan comprender mejor este dispositivo y obtener valores numéricos que nos permitan determinar aproximadamente el impacto potencial de este dispositivo en un automóvil de Fórmula 1.

En este documento, se tratarán temas como los coeficientes de sustentación y resistencia al avance, la diferencia de presión que causa la geometría de un ala y el impacto de la velocidad en el rendimiento de un perfil. Los resultados mostrarán que la nueva configuración sufrirá una mayor diferencia de levantamiento y arrastre al activar el DRS.

Finalmente, tres modelos de turbulencia han sido validados para su uso posterior, resultando aceptables para el caso estudiado.

[EN] Formula 1 is a very demanding sport, where aerodynamics has been gaining increasing importance until today, when it is a fundamental pillar of the competition without which no competing vehicles would be possible in the different circuits.

This project will focus on what has been one of the latest innovations in the field of aerodynamics that have been included in this sport, the DRS. Moreover, basic principles in order to understand its operation will be explained, and an approximation to reality will be analysed using Selig s1223 and Eppler E420 airfoils and with the support of Salome V9 and OpenFoam 6 software. The purpose of this process is to provide accurate and reliable data that allow us to deeper understand this device and obtain numerical values that allow us to approximately determine the potential impact of this device in a Formula 1 car.

In this document, issues such as lift and drag coefficients, pressure difference that causes the geometry of a wing and the impact of speed in the performance of a profile will be discussed. Results will show that the new configuration will suffer a higher lift and drag difference when activating the DRS.

Finally, three turbulence models have been validated for its later use, resulting in acceptable for the studied case.