3307665432

403

Mechanika Płynów - dlaczego tak trudno przewidzieć ruch płynu?

projektantów postawiono zadanie zbudowanie samochodu, który napędzany silnikiem wysokoprężnym 1.3 CDTI o mocy 112 kM będzie osiagal prędkość maksymalną 250 km / godz. przy średnim zużyciu paliwa 2,5 1 / 100 km. Wyzwaniem było opracowanie aerodynamiki samochodu, która mogłaby zapewnić uzyskanie założonych osiągów samochodu. Przy tradycyjnym sposobie projektowania wymagałaby przeprowadzenia badań modelowych tysięcy różnych wersji kształtu nadwozia w tunelu aerodynamicznym, czego przykład pokazano na rys. lOa.

Zastosowanie komputerowego modelowania przepływów pozwoliło przebadać setki wersji modeli komputerowych (rys. lOb) i zredukować liczbę testów w tunelu do ok. 200, dzięki czemu możliwe było siedmiokrotne (!) skrócenie czasu projektowania nadwozia w porównaniu z projektowanym tradycyjnym. Prototyp Opel Eco Speedster uzyskał zaplanowane zużycie paliwa, natomiast prędkość maksymalna wyniosła 264 km / godz., co oznaczało, że opór aerodynamiczny uzyskany przez projektantów był o 5% niższy od zakładanego. Sukces nowej techniki projektowania sprawił, że komputerowe modelowanie przepływów stosowane jest dziś nie tylko w opracowywaniu kształtu nadwozi, lecz także w projektowaniu chłodzenia silników, hamulców i wentylacji wnętrza samochodu.

Rys. 10. Model samochodu Opel Eco Speedster badany w tunelu aerodynamicznym a) i obraz opływu samochodu w skali 1 : 1 otrzymany metodą modelowania komputerowego [15]

Słynnym przykładem konstrukcji zaprojektowanej z użyciem komputerowego modelowania przepływów jest pokazana na rys. lic londyńska siedziba towarzystwa ubezpieczeniowego Swiss Re, zaprojektowana przez słynnego architekta Normana Fostera i ukończona w r. 2004. W projektowanie budynku