Análisis aerodinámico y optimización de la posición del carenado de una moto de competición mediante CFD

Abstract

[ES] El presente Trabajo Fin de Grado trata sobre el estudio aerodinámico de una moto de competición, MR03, diseñada y fabricada por el equipo universitario MotoR UPV School Team para participar en la VI Edición del Campeonato Internacional MotoStudent. El análisis aerodinámico realizado consiste en la optimización de la posición del carenado mediante CFD empleando el sotfware Simcenter STAR-CCM+. El proyecto explica en qué consiste la competición MotoStudent. Tras comentar la teoría que fundamenta la aerodinámica externa, se muestran los distintos archivos CAD (realizados mediante Autodesk Fusion 360) que se utilizan en los diferentes análisis. El estudio CFD comienza con el análisis en 2 dimensiones del carenado, fijando la metodología a seguir, el tipo de malla, modelo de turbulencia y condiciones de contorno. Esta base se aplica para el estudio en 3 dimensiones y se trabaja con la moto simplificada que simula el prototipo MR03. Se procede a realizar una optimización de la posición del carenado reduciendo la resistencia aerodinámica de la moto y analiza el comportamiento en carrera a distintas velocidades. Con este estudio aerodinámico queda finalizado el proyecto, con un plan a corto plazo para validar los resultados en túnel de viento y el futuro análisis de distintos componentes aerodinámicos adicionales.

[EN] The present Final Degree Project deals with the aerodynamic study of a competition motorbike, MR03, designed and manufactured by the university team MotoR UPV School Team to participate in the VI Edition of the International MotoStudent Championship. The aerodynamic analysis consists in the optimization of the fairing position by means of CFD using the Simcenter STAR-CCM+ software. The project explains what the MotoStudent competition consists in. After commenting on the theory behind external aerodynamics, the different CAD files (made using AutoDesk Fusion 360) used in the analysis are shown. The CFD study begins with a 2 dimensional analysis of the fairing, setting out the methodology to be followed, the type of mesh, turbulence model and boundary conditions. This basis is applied for the 3 dimensional study and it works with the simplified bike that simulates the MR03 prototype. Afterwards the optimization of the fairing will be proceeded, obtaining the position of minimum aerodynamic resistance for 4 degrees and minimum ground clearance possible. The improvement is 8.68 % with respect to the CD and it is estimated that it means an increase of 8 km/h in the top speed. Finally, the project budget and the future plan of the team in the field of aerodynamics are presented.