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Il presente lavoro di tesi, realizzato in collaborazione con Maserati S.p.A., riguarda la pianificazione, l’esecuzione e l’analisi di una serie di prove sperimentali e di simulazioni fluidodinamiche computazionali (CFD) condotte su un’autovettura Alfa Romeo Stelvio in una galleria del vento full-scale per applicazioni automobilistiche. Lo scopo è quello di studiare la correlazione tra l’approccio numerico e quello sperimentale per la caratterizzazione aerodinamica di un SUV di segmento D.

Lo studio mira soprattutto ad indagare la capacità delle simulazioni numeriche di prevedere l’effetto delle ruote sulle prestazioni aerodinamiche della vettura, prendendo a riferimento i risultati delle prove sperimentali. In primo luogo, quindi, lo studio intende analizzare le differenze tra l’approccio CFD e quello sperimentale al variare della geometria dei cerchioni. A tale scopo, sia le simulazioni virtuali sia le prove in galleria sono state realizzate con quattro diversi set di cerchi. In secondo luogo, si intende valutare quanto l’accuratezza con cui sono modellati gli pneumatici sia rilevante al fine di ottenere risultati il più possibile conformi a quelli sperimentali. Per questo, per ogni tipo di cerchio sono state adottate due diverse strategie di modellazione degli pneumatici: una basata su una geometria semplificata della gomma, l’altra mirata a replicare il più fedelmente possibile quella reale. Infine, per valutare l’effetto di diverse tecniche di simulazione CFD, ciascuna di queste geometrie è stata simulata impiegando modelli RANS k-ε e k-ω SST.

Dall’analisi dei risultati è emerso che i modelli RANS non sono riusciti a prevedere con sufficiente accuratezza i coefficienti di resistenza delle configurazioni analizzate, scostandosi dai valori sperimentali per non meno del 5%, pur riuscendo a individuare correttamente i trend di variazione del Cx in funzione dei cerchi. La capacità dei modelli di prevedere le tendenze sperimentali, soprattutto quelle relative al coefficiente di portanza, è aumentata sistematicamente passando dalla modellazione semplificata degli pneumatici a quella più accurata. In base ai modelli impiegati, la presenza di tassellature nello pneumatico ha determinato effetti non trascurabili sul flusso attorno alla vettura. Le simulazioni RANS k-ε con pneumatici più dettagliati hanno evidenziato la migliore correlazione tra CFD e risultati sperimentali. Sono emerse, infine, delle sistematiche discrepanze tra le valutazioni numeriche e quelle sperimentali per quanto riguarda la distribuzione di pressione in base.