Controllo della scia di un autoveicolo mediante getti = Vehicle wake control through jets

Con la presente tesi si vuole approfondire una tematica di grande attualità, quale la necessità di una riduzione delle emissioni di CO2 imposta dalle normative sempre più stringenti messe in vigore dall’Unione Europea. Il decremento di emissioni è strettamente correlato alla diminuzione dei consumi e, conseguentemente, alla resistenza aerodinamica sviluppata dai veicoli. Al giorno d’oggi si è ormai raggiunto il massimo sviluppo in termini di ottimizzazione forma dei corpi, per cui la nuova frontiera è incentrata sul controllo dei flussi. Questa tecnica può essere di tipo attivo o passivo. Nel primo caso è necessario fornire energia al sistema perciò diventa fondamentale il bilancio energetico. Questo svantaggio è però compensato dalla possibilità di adattare il controllo alle condizioni al contorno, in modo da mantenersi sempre nella configurazione di minima resistenza. In particolare, questa tesi propone di investigare il funzionamento di un controllo attivo del flusso intorno a un modello a scala di veicolo commerciale medio, attraverso getti soffianti dalla base posteriore dello stesso sia in modo statico che dinamico. Nel dettaglio i getti sono collocati in corrispondenza dei quattro spigoli posteriori del modello, con possibilità di controllo separato dei getti superiore, inferiore e laterali. Vengono quindi costruite delle mappe raffiguranti l’andamento della resistenza aerodinamica e del parametro energetico notevole, identificante quanta potenza viene spesa attraverso l’attuazione a fronte di quanta ne viene risparmiata in avanzamento. Si trova una configurazione di massima riduzione di drag in regime statico pari all’11.6% rispetto alla resistenza aerodinamica del modello senza controllo, con energia risparmiata 2.5 volte di quella spesa nel controllo. Questa condizione è ottenuta con una combinazione del soffiaggio dei getti inferiore e laterale, con velocità normalizzate con quella del flusso indisturbato rispettivamente di 0.8 e 1.4. Per il getto inferiore in regime pulsato si riescono ad ottenere, per frequenze tra i 6 e i 30 Hz, riduzioni di resistenza di maggior entità rispetto al continuo. Si compie infine un’analisi del segnale di pressione rilevato dai sensori di pressione fluttuanti, dotati di alta risposta in frequenza e disposti sulla base posteriore, per verificare la presenza di eventuali fenomeni periodici all’interno della scia.