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martedì 24 maggio 2011

Aeroproject parte 7 (le Louvers)

Facendo seguito alla parte 4 del progetto Aeroproject dove concludevo spiegando che avevo da risolvere il problema delle Louvers, questo pomeriggio, ho dedicato una mezz'oretta per fare un modellino in cartone del cover e delle louvers: non tanto per diletto, quanto piuttosto per capire i problemi che incontrerò nella realizzazione.
Il problema del cover come avevo accennato è la scarsissima visibilità che si ha dietro: anche sovrapponendo al cristallo un foglio di plexiglass trasparente, avevo notato che le riflessioni che si generano fra le due superfici trasparenti rendevano davvero difficoltosa la visione, soprattutto durante il giorno.
Questioni estetiche mi hanno poi fatto sposare l'idea di un cover nero, quindi la soluzione aerodinamicamente accettabile sono le louvers: una serie di lamine orizzontali distanziate in modo da consentire la visibilità con ridotta creazione di vortici.
In passato sono state molto in voga nelle muscle car americane ed oggi possono fare al caso nostro.

Il modellino in cartone del cover di 20x11 cm circa, ricalca approssimativamente il master cover.
Su di esso ho praticato 5 fenditure equidistanti ricavando 6 lamine quindi distanziate usando ancora del cartone dove, ho intagliato dei denti con lo scopo di incastrarvi le lamine.


Il risultato di questo primo passo sembra accettabile; sicuramente il meccanismo definitivo non sarà quello utilizzato per questo modello e sicuramente ne impiegherò due: uno per lato delle fenditure così  da avere una struttura nell'insieme rigida e geometricamente equilibrata.

Una cosa è certa: la visibilità è salva.

Flow Illustrator Moviemaker

Si tratta una galleria del vento virtuale, sarà solo un giocattolo, ma per uno come me appassionato di aerodinamica, può stimolare nuove idee, va da se che mi viene automatico fare diversi modelli ai quali applicare diverse varianti e testarle di volta in volta.
Sto parlando di "Flow Illustrator Moviemaker" un simulatore 2D di aerodinamica scritto da SI. Chernyshenko e liberamente usabile e raggiungibile a questo indirizzo: http://chernyshenko.sesnet.soton.ac.uk/FlowIllustrator.aspx
Questa applicazione, non genera nessun dato realmente utile, ma restituisce un filmato illustrativo dove si vede il movimento del fluido attorno all'oggetto mettendo in risalto le turbolenze che si generano.
Ecco è un paio di simulazioni fatte sulla Tigra: in versione originale ed in versione Kamback con diffusore al retrotreno.

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I flussi colorati rappresentano zone di turbolenza e le particelle bianche indicano la direzione del flusso.
Nel primo video si nota nella zona del portellone un distacco del flusso molto anticipato con le particelle bianche che risalgono verso il tetto del modello.
A contrasto, nel secondo video il profilo Kamback offre minori turbolenze, ed il distacco sul cristallo posteriore avviene con piu' difficoltà.
Ripeto, questo software è illustrativo e non descrive con precisione ciò che avviene in realtà.

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Nel link sotto, si può trovare una ricca fonte di test effettuati da altri utenti del Flow Illustrator.
http://www.youtube.com/results?search_query=Flow+Illustrator&aq=f

Aeroproject parte 6 (le turbolenze del bagagliaio: i finestrini parte 2)

Abbiamo tutti presente le turbolenze che si verificano nell'abitacolo quando si viaggia con i finestrini aperti, turbolenze che crescono esponenzialmente con il crescere della velocità.
La loro genesi è semplice: aprendo il finestrino si apre un vano, un volume, una cavità tangente al flusso dell'aria che in condizioni normali scorrerebbe sull'esterno del finestrino.
L'aria all'interno dell'abitacolo in prossimità del finestrino a contatto con il flusso esterno viene da questo trascinata provocandone un moto rotatorio all'interno della cabina.
Parte dell'aria interna viene trascinata all'esterno e parte di quella esterna finisce all'interno dell'abitacolo, ma questo tifone ha ricadute importanti pure all'esterno del veicolo che si riperquotono sulla parte posteriore della vettura.
Tempo addietro in occasione del "tuft test", ho verificato l'influenza dell'apertura dei finestrini sulla scia della Tigra e come si può immaginare, gli effetti sono catastrofici.
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Ecco perchè una delle linee guida della "fuel economy" prevede di mantenere quanto più possibile i finestrini chiusi.
Le turbolenze, non smetterò mai di ripeterlo, sono fonti di dissipazione energetica: energia che il veicolo deve cedere per la loro creazione.
Situazione analoga, si verifica nei vani passaruota, ma questo è un altro argomento.

domenica 22 maggio 2011

Aeroproject parte 5 (le turbolenze del bagagliaio)



Come accennato nel precedente post dove ho descritto la realizzazione del master del cover baule, la zona del lunotto posteriore è fonte di grosse turbolenze e di una marcata bolla di separazione fra cristallo e portellone.
Questo ho avuto modo di verificarlo nelle giornate di pioggia osservando dallo specchietto retrovisore il percorso delle goccioline sul cristallo, ho avuto modo di notarlo anche nelle serate molto umide quando l'auto era ricoperta di un sottile strato di umidità e nel modo in cui questa si dissolveva mentre usavo l'auto.
Avevo notato in merito all'umidità, che questa evaporava rapidamente nella parte superiore del lunotto e nei due laterali, ma persisteva nella zona bassa zona centrale.
La zona posteriore delle auto è una di quelle più critiche in termini aerodinamici perché fonte di turbolenze dovute ad un profilo che si discosta per esigenze di gusto stilistico o per esigenze di visibilità o ancora di carico da quella ideale che è rappresentata dalla goccia con il suolungo ed appuntito culo.

Era necessario indagare.
Per lo scopo, ho impiegato il test del ciuffo o "tuft test"; ho ricoperto il cristallo di filetti di lana colorata e ne ho applicato qualcuno pure sul bagagliaio uno addirittura sollevato dal profilo della vettura.
Nella foto ho provveduto a numerarli così da rendermi più facile la loro individuazione.
Quindi ho piazzato una videocamera all'interno dell'auto ed ho ripreso la scena a diverse velocità.
Nessuna sorpresa:  li dietro, è proprio uno schifo!

Dal video, si vede chiaramente il grado di turbolenza presente nelle varie zone del cristallo.
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I laterali come avevo accennato sono caratterizzati da un flusso abbastanza pulito ed il loro movimento è causato sicuramente dal recesso dei finestrini laterali che sono perfettibili.
Nella parte bassa centrale del lunotto invece si vede come i fili si muovano parecchio, alcuni a tratti vanno pure al contrario dovuto alla bolla di separazione ed al ricircolo dell'aria.
Quello montato sul distanziatore si trova proprio nel bel mezzo della turbolenza e si vede che il suo movimento frenetico va in ogni direzione.
Tutto questo è turbolenza, attrito e resistenza: va eliminata.

sabato 21 maggio 2011

Aeroproject parte 4 (Master del cover baule parte 1)


Contrariamente a quanto anticipato, gli intenti di intervenire sul fondo scocca si sono arenati davanti a delle riparazioni meccaniche non rimandabili che hanno impegnato tutto il tempo a disposizione.
Insomma, una settimana (quella prevista per l'upgrade) andata in fumo.
Un vero peccato, anche perché con Marco (l'amico che mi avrebbe realizzato tutti i punti di ancoraggio per il fondo piatto) abbiamo passato l'intera settimana ad riparare qua e là ed il fondo gentilmente realizzato dal padre con un bel foglio di acciaio zincato da 1,5mm di spessore è rimasto inutilizzato in attesa di tempi migliori.

Fortunatamente, poco tempo dopo, ho avuto un po' di tempo per costruire la matrice di quello che sarà il cover per il bagagliaio.
E' costituito da un elemento centrale in plexiglass e due elementi laterali in sottile fibra di vetro uniti per mezzo di rivetti e quindi applicato sull'auto seguendo il profilo desiderato.
L'intento e' quello di eliminare la bolla di separazione fra cristallo e baule  fonte di turbolenze che si creano a causa della loro diversa inclinazione.
Questo master, servirà come profilo per la creazione di un elemento definitivo nel quale dovrò inserire delle Louvres per avere un minimo di visibilità al posteriore.
L'idea infatti è quella di verniciarlo di nero dando una sorta di continuità ottica visto che il cristallo è quasi nero.
Lo staffaggio definitivo lo sto ancora immaginando: ho individuato 4 punti di ancoraggio per una struttura leggera ma rigida che permetta di installare  e disinstallare agevolmente questo dispositivo offrendo la necessaria solidità all'insieme.
Ho avuto anche il tempo di fare il classico "tuft test" applicando sulla superficie del cover un filo di lana colorato per vedere quanto si agitasse  in marcia.

Non mi sono sorpreso, ma ho provato soddisfazione guardando il filetto di lana muoversi impercettibilmente, l'idea funziona ed  il cover anche se grezzo funzionano alla grande.
Ho anche provato a fare delle riprese con la webcam che ho applicato con l'immancabile nastro adesivo all'esterno dell'auto per avere una visione più chiara di quanto non permetta lo specchietto retrovisore, ma purtroppo, ho avuto dei problemi con il controluce e le riprese sono inutilizzabili.
Adesso ho da risolvere il problema delle louvres e dell'ancoraggio, ma sto già pensando al prossimo passo: la fine delle fiancate: per intenderci la zona della fanaleria posteriore che ha un bordo ricurvo da eliminare in favore di un bordo netto ed esteso di circa 5/10 cm (applicarlo saldamente sarà forse impossibile se non voglio usare il nastro adesivo) e la gestione dei flussi al radiatore.