Analisi numerica di superfici aerodinamiche a generazione di vortici per autovettura di formula SAE

In recent years, the transportation sector has been increasingly shifting towards sustainable mobility solutions, with the aim of reducing environmental impact. Within this framework lies the development of the P5, the new electric single-seater designed by the Polimarche Racing Team, the Formula SAE team of the Università Politecnica delle Marche. This thesis focuses on the aerodynamic optimization of the vehicle, with particular attention to the design of new aerodynamic appendages aimed at improving overall efficiency and increasing downforce. In particular, the analysis is centered on components commonly referred to as “whiskers” or “nose wings” airfoil-shaped elements installed in the front area of the car. These devices are designed to manage the disturbed airflow coming from the front wing and to generate vortices that enhance the isolation of the front wheels while optimizing the airflow directed towards the rear of the car. The entire design process was carried out through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations, which allowed for the evaluation of different concepts in terms of downforce, drag, and aerodynamic efficiency. The results obtained demonstrate the positive contribution of these appendages in improving the stability and overall performance of the vehicle.

Negli ultimi anni, il settore dei trasporti si sta orientando sempre più verso soluzioni di mobilit`a ecosostenibile, con l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale. In questo contesto si inserisce lo sviluppo della P5, la nuova monoposto elettrica del Polimarche Racing Team, la squadra di Formula SAE dell’Università Politecnica delle Marche. Questa tesi si concentra sull’ottimizzazione dell’aerodinamica del veicolo, con particolare attenzione alla progettazione di nuove appendici aerodinamiche finalizzate al miglioramento dell’efficienza e del carico aerodinamico complessivo generato. In particolare, l’analisi è focalizzata su componenti denominati in gergo “whiskers” o “nose wings”, elementi a forma di profilo alare installati nella zona anteriore della vettura. Tali dispositivi sono progettati per gestire il flusso d’aria disturbato proveniente dall’ala anteriore e generare vortici che migliorano l’isolamento delle ruote anteriori e ottimizzano il flusso in ingresso al retrotreno. L’intero processo progettuale si è avvalso di simulazioni CFD (Computational Fluid Dynamics), attraverso le quali sono stati valutati diversi concept in termini di downforce, drag ed efficienza aerodinamica. I risultati ottenuti dimostrano il contributo positivo di tali appendici in termini di stabilità e prestazioni del veicolo.