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Ottimizzare le prestazioni di un motore a combustione interna è una delle principali
attività di studio e interesse da parte delle aziende automotive soprattutto perchè
presenta diverse sfaccettature a seconda dell'obiettivo che ci si prepone: aumentare
la potenza in un determinato range di funzionamento, rendere il motore più elastico,
diminuire i consumi o le emissioni inquinanti. Ognuno di questi aspetti richiede un
ampio lavoro di studio preliminare, di progettazione e di prove, sia numeriche che
sperimentali.
Il presente studio riguarda l'ottimizzazione di un motore di provenienza motociclistica
adattato per essere montato su una monoposto per la Formula SAE tramite la progettazione completa del sistema di aspirazione e scarico.
Vista la doppia natura di questo lavoro, sia teorica che applicativa, è stato fatto
un modello numerico dell'intero sistema, sia con un codice monodimensionale, il
Ricardo Wave, con il quale è stato studiato il comportamento globale, sia con codice di calcolo CFD tridimensionale, in particolare con il software Solidworks per la costruzione della geometria, Gambit per la creazione della Mesh e Fluent per l'analisi della fluidodinamica, utilizzato per analizzare il comportamento del
flusso nei punti critici quali la flangia, in cui si può instaurare un regime di flusso
critico, detto strozzato, o il plenum, la cui dimensione e geometria hanno influenza
sul comportamento del motore.
E' importante notare come questo studio faccia
parte di un più ampio progetto di un veicolo da competizione completo, il che ha
di fatto imposto dei limiti di geometria, peso e ingombro totale, definendo quindi
quei confini dati dalla fattibilità e dai problemi di layout che un lavoro puramente
teorico può, in linea di principio, non considerare.