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Negli ultimi anni, grazie all’avvento di alcuni illustri marchi del mondo automotive, il Campionato del mondo endurance FIA (WEC) è cresciuto esponenzialmente a livello di prestigio e popolarità. A partire dal 2024, l’azienda padovana Michelotto Engineering S.p.A. parteciperà come partner tecnico di Isotta Fraschini Milano Fabbrica Automobili progettando e realizzando una vettura da competizione. La classe scelta è quella Hypercars con specifiche LMH (Le Mans Hypercar).
In prima battuta è stata condivisa la configurazione di riferimento sotto forma di file ANSA con cui è stata realizzata una prima mesh superficiale.
La parte iniziale ha riguardato la ricostruzione e la successiva parametrizzazione, partendo da una geometria nativa, del Front Splitter con l’ausilio del software CATIA. Questo risulta essere il primo componente investito dal flusso, risulta fondamentale per la generazione di downforce e la ricerca del bilanciamento ottimale. Verrà parametrizzato tramite i profili alari e le linee guida che ne definiscono la forma in apertura, sfruttando le Curve di Bézier, dove il singolo parametro sarà riferito alla coordinata verticale dei punti nello spazio che vanno a ricostruire le geometrie citate. Si renderanno variabili spessore, curvatura e svergolamento in apertura dei profili mantenendo fissa la corda e le rispettive interfacce con i piloni ed i parafanghi anteriori sotto esplicita richiesta di Michelotto. Nella modellizzazione andrà tenuto in considerazione il Regolamento Tecnico FIA per quanto riguarda la posizione del componente e i relativi ingombri massimi consentiti.
La seconda parte del lavoro di tesi riguarderà l’analisi CFD dell’intera vettura, tramite il software commerciale di Siemens STAR CCM+, con la generazione di una mesh di volume adatta a rappresentare in modo corretto tutte le complessità della geometria studiata. Inoltre verranno modellizzate le regioni porose, creati i Moving Reference Frames (MRF) e impostate le necessarie condizioni al contorno. Tutto ciò servirà ad ottenere una correlazione numerica con i dati in possesso di Michelotto attraverso i reports estratti dalla simulazione di riferimento. Si procede inoltre ad un’analisi di sensibilità della mesh per diminuire il numero di celle necessarie mantenendo, in un range accettabile, i valori di interesse. Ciò sarà perseguito sfruttando tre diverse metodologie che agiranno, a seconda dei casi, soltanto sul singolo componente o su determinati sottogruppi oppure in modo trasversale su tutta la griglia di calcolo. Si troverà così una mesh adatta per l’ottimizzazione che vada a ridurre tempi e costi computazionali.
Nell’ultima parte del lavoro si andrà ad impostare una procedura di ottimizzazione riguardante il Front Splitter con l’obiettivo di diminuire la downforce generata da esso, ritenuta eccessivamente preponderante rispetto agli altri componenti della vettura. Allo stesso tempo la richiesta è quella di mantenere, entro una certa tolleranza, la downforce totale ed il bilanciamento invariati. La procedura verrà implementata tramite il software modeFRONTIER, rilasciato da ESTECO S.p.A. che permette di creare un loop integrando i diversi software utilizzati durante la tesi. L’algoritmo di risoluzione sarà MOGA II che risulta essere di tipo genetico, a causa della volontà di cercare il minimo globale piuttosto che fermarsi ad uno locale ed avere un’ottimizzazione robusta. Il DOE (Design of Experiment) iniziale verrà generato tramite l’algoritmo Uniform Latin Hypercube e verrà valutato preliminarmente per definire il potenziale margine di miglioramento ottenibile dalla procedura di ottimizzazione numerica.