Simulación CFD para la predicción del comportamiento de flujo de aire dentro del cofre de un tractor

Portales Barbosa, Raúl Ramiro (2019) Simulación CFD para la predicción del comportamiento de flujo de aire dentro del cofre de un tractor. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

En los últimos años, ha habido un incremento en la demanda hacia la mejora del diseño de los tractores, para lograr un mejor rendimiento autónomo y así poder aumentar la comodidad de los operarios. No obstante, no basta con crear un diseño aerodinámico excelente para solucionar el problema, también se necesita analizar y determinar la perfecta ubicación de los componentes que están en el interior del cofre del tractor. En consecuencia, se presenta una forma eficiente de realizar una simulación CFD del flujo de aire interno del cofre de un tractor, esta ayudará a determinar el efecto sobre el rendimiento de enfriamiento en condiciones ideales, también se podrá identificar las celdas de recirculación creadas por la interacción de las diferentes velocidades del aire con los componentes y algunos efectos aerodinámicos. La simulación es condicionada a una velocidad máxima del tractor de 12 km/hr, una capacidad de 90 HP y una velocidad angular limitada a 1500 rpm. La geometría debajo del cofre fue simplificada y corregida en el programa SpaceClaim de Ansys, para evitar posibles pérdidas de información al momento de pasar de un programa a otro, esta incluía radiador, motor, colector de escape, tanque de refrigerante, ventilador, filtro de aire y batería. También se simplificó el grado de detalle de algunos componentes como el radiador (Medio Poroso), el ventilador como MRF (Método de marco de referencia múltiple) y la condición frontera de Fan asignada en el programa Ansys FLUENT. Otro incentivo importante en este trabajo fue escoger el modelo de turbulencia adecuado para la simulación, donde se utilizó un modelo de turbulencia κ-ω SST, el cual fusiona la gran precisión del modelo k-ω en la zona cercana a la pared y la independencia entre los flujos por el modelo k-ε en la zona lejana al muro. Los resultados obtenidos de las simulaciones CFD del flujo de aire, ilustrarán la importancia del proceso de optimización de la configuración del vehículo debajo del cofre en su comportamiento térmico en el futuro.

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