Estudio de la influencia de las geometrías de admisión sobre el Tumble mediante el diseño de un modelo CFD con combustión del motor del FSUPV

Abstract

[ES] Formula Student es una competición a nivel mundial entre universidades que diseñan, construyen y ponen en marcha un monoplaza tipo fórmula y todo lo que lo rodea. La UPV es una de las universidades participantes. Una de las pruebas a las que se someten los equipos en su competición es la conocida como «efficiency», en la que se evalúa la eficiencia del coche en la prueba de resistencia mediante el combustible consumido. Este trabajo se centrará en aumentar la eficiencia del motor mediante la inserción de un ala en la admisión que alterará el régimen y la trayectoria del aire en el pistón para lograr una mejor mezcla de combustible y comburente y una mejor propagación de la llama en un mapa motor pobre, esto es, con una mezcla por encima del oxígeno estequiométrico (¿>1). Para ello, se deberá preparar un modelo CFD transitorio con combustión, creando y preparando las geometrías y, posteriormente, configurando los parámetros de la simulación. Se harán simulaciones con diferentes geometrías del ala «tumble flap», con el programa ConvergeStudio, que introduce la combustión en simulaciones fluidodinámicas, construyendo e implementando, para la siguiente competición, aquella geometría que de mejores resultados.

[EN] Formula Student is a worldwide competition between universities that design, build and launch a formula-type car. The UPV is one of the participating universities. One of the tests of the competition assesses the efficiency of the car in the endurance test using the fuel consumed. This work will be focused on increasing engine efficiency by inserting a tumble flap into the piston intake, which will change the speed and air trajectory in the piston to achieve a better fuel and oxidizing mixture and better flame propagation in a poor motor map, that is to say, with a mixture above the stochiometric oxygen. To do this, a transient CFD model with combustion must be prepared, creating and preparing the geometries and then setting up the simulation. Simulations with different wing geometries "tumble flap", will be made with the ConvergeStudio program, which fuses fluid dynamic simulations with combustion simulations. The geometry that provides better results will be built and implemented in the car.

[CA] Formula Student és una competició mundial entre universitats que dissenyen, construeixen i llancen un monoplaça de tipus fórmula. La UPV és una de les universitats participants. Una de les proves en que els equips es mesuren és l'anomenada «efficiency», que avalua l'eficàcia del cotxe en la prova de resistència mitjançant el combustible consumit. Aquest treball es centrarà en augmentar l'eficiència del motor mitjançant la inserció d'una ala en l’admissió del pistó, que alterarà la velocitat i la trajectòria del aire en el pistó per aconseguir una millor mescla de combustible i comburent i una millor propagació de la flama en un mapa del motor pobre, és a dir, amb una barreja per damunt de l'oxigen estequiomètric. Per a això, s’ha de preparar un model CFD transitori amb combustió, creant i preparant les geometries i després configurant els paràmetres de la simulació. Les simulacions amb diferents geometries d'ala, «Tumble flap», es faran amb el programa ConvergeStudio, que fusiona simulacions de la dinàmica de fluids amb simulacions de combustió, construint i implementant, per a la següent competició, aquella geometria que done millors resultats.