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Título: Análise do desempenho aerodinâmico em veículos de carga rodoviário através da modelagem numérica computacional
Título(s) alternativo(s): Aerodynamic performance analysis of road freight vehicles through computational modeling
Autor(es): Yamaue, Davi
Hambrusch, Guilherme Henrique
Orientador(es): Germer, Eduardo Matos
Palavras-chave: Transporte rodoviário de carga
Aerodinâmica
Energia - Consumo
Redução de gases do efeito estufa
Fluidodinâmica computacional
Trucking
Aerodynamics
Energy consumption
Greenhouse gas mitigation
Computational fluid dynamics
Data do documento: 4-Jul-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: YAMAUE, Davi; HAMBRUSCH, Guilherme Henrique. Análise do desempenho aerodinâmico em veículos de carga rodoviário através da modelagem numérica computacional. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: A eficiência energética e redução de emissões de gases de efeito estufa são assuntos em evidência e se tornaram indispensáveis para o desenvolvimento competitivo das empresas na indústria automotiva. Os caminhões contemplam uma parcela importante deste desafio dado o grande número de veículos que promovem o transporte de cargas pesadas por todo o mundo. Uma das formas de melhorar a eficiência do caminhão e reduzir suas emissões, é através da otimização de sua aerodinâmica. O presente trabalho busca formas de avançar nesse aspecto, verificando como pequenas mudanças na legislação brasileira poderiam melhorar na aerodinâmica dos caminhões. O estudo foi realizado comparando o coeficiente de arrasto aerodinâmico (Cd) de três caminhões diferentes (brasileiro, europeu e ameriocano) com o auxílio do software comercial Ansys Fluent ® 19, versão estudante. Todas as análises foram realizadas em espaço bidimensional, regime permanente, escoamento incompressível, regime de velocidade de 25 m/s, além da utilização do modelo k- realizable como modelo de turbulência. O modelo numérico foi verificado com base em estudos que realizaram testes em túnel de vento e em softwares de simulação computacional. A solução numérica mostrou que o aumento do limite de peso no eixo dianteiro do caminhão resultaria em uma economia de 1,33% de combustível e que um alongamento do caminhão geraria uma redução de pelo menos 1,02% de diesel.
Abstract: The demand for more efficient and environmental friendly products have been increasing every year. It has become essential to have this in mind, in the process of developing new products, otherwise companies do not stay competitive. Trucks are an important part of this challenge, given the large number of vehicles and the quantity of greenhouse gases that they produce. One way of improving the efficiency of trucks and reducing the emissions of greenhouse gases is through enhancements in aerodynamics performance. The current paper focus in searching ways to advance in this aspect, verifying how small changes at the Brazilian law could help improve the aerodynamic of trucks. The study was developed comparing the drag coefficient (Cd) of three trucks (brazilian, european and american) with the help of the commercial software Ansys Fluent ® 19, student version. All the analysis were made in a bidimensional space, steady state, incompressible flow, velocity of 25 m/s, and using the k- realizable as the turbulence model. The numeric model was validated based on studies that simulated the model in software’s and realized experiments in wind tunnel. The numeric solution demonstrated that an elevation of the limit of weight on the front axle would result in an economy of 1,33% of diesel, while an increase at the total length of the truck would result in an economy of at least 1,02% of diesel.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10612
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