Diseño y simulación de un túnel de viento para vehículos a escala 1:18

Abstract

El estudio a continuación presenta el diseño y simulación de un túnel de viento para vehículos a escala 1:18 del tipo circuito abierto empleando la técnica de aspirado. El trabajo en el diseño se efectuó con la prospectiva de la elección del prototipo de túnel que cuente con un bajo costo para su posterior construcción. El objetivo principal de su diseño y simulación radicó en la necesidad de estudiar la aerodinámica de los automóviles, de conocer los principios físicos, el comportamiento del flujo del aire al circular sobre cuerpos sólidos, donde influye mucho la velocidad y la forma de cada uno de ellos. Por otra parte, se realizaron diversos planos que se obtuvieron por medio del método de fallos en el cual se variaron dimensiones así como también elementos que permitan un eficiente proceso en las diversas simulaciones realizadas en los programas asistidos por computadora SolidWorks y ANSYS. La programación electrónica se realizó mediante el Software computacional LabVIEW, el cual permite realizar el sistema electrónico para controlar los elementos desde una interfaz prevista por el sistema mediante un computador. Otro de los aspectos importantes en el presente estudio fue la selección del ventilador, pues cumple con la función de generar y hacer circular el fluido (aire) por el interior del túnel, pasando por la sección de la cámara de análisis velocidades de 1 a 5 m/s, siendo estas las velocidades mínimas y máximas que proporcionó el ventilador. Las pruebas que se realizaron luego de haber seleccionado los vehículos se basan principalmente en conocer los elementos que se someten a una mayor presión en su diseño para observar el trabajo aerodinámico que se genera en estos y de igual forma obtener resultados que faciliten conocer datos necesarios para realizar el cálculo del coeficiente aerodinámico (Cx) de cada uno de los modelos a escala, obteniendo simulaciones importantes para conocer los tipos de flujos que aparecen en los elemento del vehículo como pueden ser laminar, de transición y turbulento, dando así un análisis de cuál es el vehículo con un mejor diseño, con un menor consumo y un mejor coeficiente aerodinámico logrando comprender que la optimización en el diseño de los vehículos es uno de los puntos claves de la industria automotriz.