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Proyecto Fin de Carrera
CARACTERIZACIÓN AERODINÁMICA YOPTIMIZACIÓN MEDIANTE TÉCNICASCFD DE UN CAMIÓN CISTERNA PARA
EL TRANSPORTE DE ALIMENTOS
Rubén Villacampa Sarasa
Directores:
Marco Carrera Alegre
Luis Castejón Herrer
Departamento de Ingeniería Mecánica
Escuela de Ingeniería y Arquitectura - Universidad de Zaragoza
Ingeniería Industrial
Junio del 2014
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CARACTERIZACIÓN AERODINÁMICA Y OPTIMIZACIÓNMEDIANTE TÉCNICAS CFD DE UN CAMIÓN CISTERNA PARA
EL TRANSPORTE DE ALIMENTOS
RESUMEN:
A lo largo de este proyecto se ha realizado el análisis, caracterización yoptimización aerodinámica de un vehículo cisterna destinado al transporte de alimentos.El objetivo de dicho estudio va a consistir en conocer su comportamiento bajo este tipo
de solicitaciones para así poder llevar a cabo una serie de mejoras sobre el mismo.
Dicho proyecto surge por la escasez de estudios de este tipo sobre estosvehículos hasta la fecha, y por el interés mostrado por diferentes empresas del sector eneste tipo de análisis. El objetivo es el de conseguir una reducción de la resistencia alavance sobre el vehículo, lo que se traduce en una disminución del consumo decombustible y por lo tanto en un vehículo más eficiente energéticamente. La necesidadde este estudio se ve potenciada por la posible existencia en un futuro próximo decertificados energéticos para este tipo de vehículos, de forma que pagaran menosimpuestos aquellos vehículos con un menor consumo energético y menores emisionesde CO2.
Para alcanzar los objetivos propuestos se ha desarrollado un plan de trabajointegrado por las siguientes fases: desarrollo de modelo correspondiente a la estructuraoriginal, caracterización aerodinámica de la estructura original, propuesta de mejoras,comparativa de resultados y conclusiones.
En primer lugar, se ha llevado a cabo el modelado de la estructura original delvehículo mediante el programa de dibujo en 3D SolidWorks. Posteriormente, se harealizado un análisis aerodinámico de la estructura anterior mediante técnicas CFD
(módulo FlowSimulation de SolidWorks). A continuación, y partiendo de los resultadosobtenidos en la fase previa, se han realizado una serie de modificaciones (propuestas demejora) en aquellas zonas del vehículo dónde se han obtenido unas condicionesaerodinámicas más desfavorables, y se han elaborado sus respectivos análisis. Porúltimo, se ha llevado a cabo un análisis comparativo entre los resultados obtenidos paracada optimización implementada, proponiendo una solución de vehículo final mejoradodesde el punto de vista aerodinámico (energéticamente más eficiente) respecto deloriginal.
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Índice i
ÍNDICE
Memoria técnica
1.- DEFINICIÓN DEL PROYECTO ........................................................................... 1
1.1.- TITULO DEL PROYECTO .......................................................................................... 1
1.2.- DEFINICIÓN ........................................................................................................... 1
1.3.- AGRADECIMIENTOS ............................................................................................... 1
2.- OBJETO DEL PROYECTO .................................................................................... 2
3.- ANÁLISIS DEL ESTADO DEL ARTE Y JUSTIFICACIÓN ............................. 2
4.- PLANIFICACIÓN .................................................................................................... 4
4.1.- PLANTEAMIENTO INICIAL DEL PROBLEMA ............................................................. 4
4.2.- DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROYECTO .......................................................... 5
4.2.1- Modelado inicial mediante Solid Works ........................................................ 6
4.2.2- Imposición de condiciones y solicitaciones aerodinámicas ........................... 6
4.2.3- Análisis aerodinámico del vehículo original ................................................. 6
4.2.4- Optimizaciones de las zonas más desfavorables y sus respectivos análisis .. 6
4.2.5- Comparación de los resultados obtenidos ..................................................... 6
4.2.6- Rediseño final del vehículo considerando los resultados anteriores ............. 6
5.- MODELADO DE LA ESTRUCTURA MEDIANTE SOLID WORKS .............. 7
6.- CARACTERIZACIÓN AERODINÁMICA INICIAL MEDIANTE SWFS ....... 7
6.1. CONDICIONES DE CONTORNO .................................................................................. 7
6.2.- MALLADO UTILIZADO ............................................................................................ 8
6.3.- R ESULTADOS INICIALES OBTENIDOS ...................................................................... 9
6.3.1. Vorticidad ....................................................................................................... 9
6.3.2. Velocidad ........................................................................................................ 9
6.3.3. Resistencia al avance ................................................................................... 10
6.4.- CONCLUSIONES INICIALES ................................................................................... 10
7.- REDISEÑOS Y OPTIMIZACIONES INICIALES Y RESULTADOS ............. 10
7.1.- R EDISEÑOS EN ESPACIO ENTRE CABINA Y CISTERNA ............................................ 11
7.1.1. Rediseño 1.1 ................................................................................................. 11
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Índice ii
7.1.2. Rediseño 1.2 ................................................................................................. 12
7.2.- R EDISEÑO EN LA ZONA TRASERA DEL VEHÍCULO CISTERNA ................................. 12
7.2.1. Rediseño 2.1 ................................................................................................. 13
7.2.2. Rediseño 2.2 ................................................................................................. 13
7.3.- R EDISEÑO EN LOS EJES DE LAS RUEDAS DEL VEHÍCULO CISTERNA ....................... 13
7.3.1. Rediseño 3.1 ................................................................................................. 14
7.3.2. Rediseño 3.2 ................................................................................................. 14
7.3.3. Rediseño 3.3 ................................................................................................. 14
7.4.- R EDISEÑO SOBRE UN PARAGOLPES DADO ............................................................ 15
7.4.1. Análisis del vehículo sin paragolpes ............................................................ 16
7.4.2. Análisis del paragolpes original .................................................................. 16
7.4.3. Rediseño paragolpes 1 ................................................................................. 17
7.4.4. Rediseño paragolpes 2 ................................................................................. 18
7.4.5. Airtabs: Aerodynamic fuel savers................................................................. 19
7.4.6. Paragolpes recortado ................................................................................... 20
8.- ANÁLISIS COMPARATIVO DE RESULTADOS ............................................. 21
8.1.- CONCLUSIONES ................................................................................................... 26
9.- REDISEÑO Y OPTIMIZACIÓN FINAL ............................................................ 26
9.1.- CONCLUSIONES ................................................................................................... 27
10.- CONCLUSIONES FINALES .............................................................................. 27
11.- BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 28
Anexos
ANEXO 1: HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ......................................................... 29
ANEXO 2: COMPONENTES DEL CAMIÓN CISTERNA .................................... 30
ANEXO 3: RESULTADOS OBTENIDOS SOBRE EL VEHÍCULO ORIGINAL 35
3.1. VORTICIDAD ......................................................................................................... 35
3.2. VELOCIDAD .......................................................................................................... 37
ANEXO 4: RESULTADOS DE REDISEÑOS ENTRE CABINA Y CISTERNA . 40
4.1. R EDISEÑO 1.1 ....................................................................................................... 40
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transporte de alimentos
Índice iii
4.2. R EDISEÑO 1.2 ....................................................................................................... 42
ANEXO 5: RESULTADOS DE REDISEÑOS EN ZONA TRASERA DEL
VEHÍCULO .................................................................................................................. 45
5.1. R EDISEÑO 2.1 ....................................................................................................... 45
5.2. R EDISEÑO 2.2 ....................................................................................................... 47
ANEXO 6: RESULTADOS DE REDISEÑOS EN LOS EJES DE LAS RUEDAS 50
6.1. R EDISEÑO 3.1 ....................................................................................................... 50
6.2. R EDISEÑO 3.2 ....................................................................................................... 54
6.3. R EDISEÑO 3.3 ....................................................................................................... 59
ANEXO 7: RESULTADOS DE REDISEÑOS EN UN PARAGOLPES DADO .... 64
7.1. VEHÍCULO SIN PARAGOLPES ................................................................................. 64
7.2. PARAGOLPES ORIGINAL AISLADO .......................................................................... 66
7.3. PARAGOLPES ORIGINAL ACOPLADO AL VEHÍCULO ................................................ 72
7.4. PARAGOLPES 1 AISLADO ....................................................................................... 78
7.5. PARAGOLPES 1 ACOPLADO AL VEHÍCULO .............................................................. 83
7.6. PARAGOLPES 2 AISLADO ....................................................................................... 88
7.7. PARAGOLPES 2 ACOPLADO AL VEHÍCULO .............................................................. 947.8. PARAGOLPES CON AIRTABS AISLADO .................................................................... 99
7.9. PARAGOLPES CON AIRTABS ACOPLADO AL VEHÍCULO ......................................... 105
7.10. PARAGOLPES RECORTADO ................................................................................ 111
ANEXO 8: RESULTADOS REDISEÑO FINAL .................................................... 123
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Definición del proyecto 1
1.- D EF INI CIÓN DEL PROYECTO
1.1.- Título del proyecto
CARACTERIZACIÓN AERODINÁMICA Y OPTIMIZACIÓN MEDIANTE
TÉCNICAS CFD DE UN CAMIÓN CISTERNA PARA EL TRANSPORTE DEALIMENTOS
1.2.- Definición
El presente proyecto tiene como meta la obtención de un modelo óptimo devehículo cisterna en cuanto a la aerodinámica del mismo se refiere, y de esta forma,conseguir una reducción en el consumo de combustible de dicho vehículo.
Dicho proyecto abarca tanto la ejecución de tareas de modelado, caracterizacióny simulación aerodinámica, así como la optimización del modelo inicial siguiendo unalínea de trabajo que nos lleve a la obtención del modelo final óptimo deseado.
Se desarrollan modelos matemáticos, capaces de reproducir el comportamientodel vehículo como si se encontrara en un túnel del viento. Estos análisis se realizaran
bajo unas determinadas condiciones de contorno aerodinámicas.
En último lugar, se llevará a cabo la optimización del modelo, cuya finalidadserá la obtención de un prototipo mejorado aerodinámicamente, y por lo tanto mejoradoen cuanto al consumo de combustible. En dichos prototipos se buscará que no se
produzca un aumento de peso considerable de la estructura, ya que esto sería perjudicial para el fin último del proyecto, la disminución del consumo de combustible.
1.3.- Agradecimientos
Agradecer en primer lugar el apoyo recibido de mi familia y amigos a lo largo detodos los años que ha durado la realización de la carrera, tanto en los momentos buenos
como en los malos.
Agradecer en segundo lugar la ayuda prestada por los directores de proyecto, D.Marco Carrera Alegre y D. Luis Castejón Herrer, sin cuya supervisión no habría sido
posible desarrollar este proyecto.
Agradecer tanto a profesores, como becarios del Área de Ingeniería eInfraestructura de los Transportes la ayuda prestada en el manejo de SolidWorks ydemás herramientas de cálculo y sin cuyas indicaciones este proyecto no podría haberserealizado en las mejores condiciones.
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Objeto del proyecto 2
2.- O BJETO DEL PROYECTO
El objetivo fundamental de este proyecto consiste en el análisis, caracterizacióny optimización aerodinámica de un vehículo cisterna destinado al transporte dealimentos (leche, pulpa de zumo, agua,...), con objeto de conocer y mejorar sucomportamiento bajo este tipo de solicitaciones.
Este proyecto se encuentra dentro del marco de la Universidad de Zaragoza. Eneste marco se analizan las distintas partes que constituyen la estructura con el fin dellegar a un nuevo diseño que cumpla con los requerimientos de una mejoraaerodinámica respecto al modelo inicial.
El estudio realizado supondrá la ejecución de tareas numéricas de cálculo ysimulación. Estas tareas deben ser capaces de reproducir el comportamiento de laestructura analizada ante las cargas de viento aplicadas. Este estudio se realizará deforma que proporcione información sobre velocidades, turbulencias y resistencia alavance que sufren las distintas partes de la estructura para de esta forma averiguar los
puntos débiles de la misma.
A continuación, en base a los resultados obtenidos numéricamente del primeranálisis, se procederá a la optimización del modelo por medio del rediseño de ciertas
partes del conjunto del vehículo. Se realizará en primer lugar el rediseño de cada zona aoptimizar de forma individual, obteniendo distintas propuestas de mejora, para acontinuación, elaborar sus respectivos análisis.
Por último, se llevará a cabo un análisis comparativo entre los análisis obtenidos para cada optimización implementada, proponiendo una solución de vehículo finalmejorado desde el punto de vista aerodinámico (energéticamente más eficiente) respectoal original.
3.- ANÁLI SI S DEL ESTADO DEL ARTE Y JUSTI F I CACIÓN
El estudio de la aerodinámica, ha sido desde su comienzo un campo relacionado
con la ingeniería aeroespacial. Fue a principios del siglo XX cuando se comenzó aaplicar los conocimientos de la aerodinámica a las carrocerías, buscando que la formadel vehículo contribuyera a una mejor penetración en el aire con una consiguientemayor velocidad. Los estudios realizados dieron lugar a diseños con forma de gota,apareciendo en el mercado en 1934 el automóvil Chrysler Airflow.
El estudio de la resistencia al viento de los vehículos siempre ha tenido, por unlado, objetivos estéticos y culturales a lo largo del tiempo. No obstante, hoy en díafactores como el crecimiento del precio del petróleo, la disminución de las fuentes deenergía renovables y el efecto invernadero entre otros, son la consecuencia de uncambio en la industria del automóvil, buscando en la producción de los mismos,
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Análisis del estado del arte y justificación 3
vehículos menos contaminantes y más eficientes en cuanto al consumo de combustible.Para ello se emplea el estudio de la aerodinámica, la cual permite la optimización de losvehículos modificando su diseño externo y la disminución de las tolerancias entre losdistintos componentes. [Olivares de Jodar, José. Estudio aerodinámico aplicado en el
campo de la automoción.]
En consecuencia la apariencia estética de los vehículos en los últimos años hasufrido grandes modificaciones, para de esta forma reducir tanto el área transversalcomo el coeficiente de penetración aerodinámica, dando lugar a formas másredondeadas y estilizadas. Se sabe que aproximadamente la mitad de la energía de unvehículo se emplea para contrarrestar la resistencia de la atmósfera, lo que demuestra laimportancia de la aerodinámica, un campo fundamental para combatir la resistencia alviento. [http://www.tecmovia.com/2013/03/31/aerodinamica-y-eficiencia].
Distintos estudios realizados muestran que durante los últimos 30 años se hareducido el coeficiente de penetración en los automóviles en un 40%, dando lugar a unadisminución del 19% en el consumo de combustible.
Sin embargo, estos desarrollos aerodinámicos no se han llevado a cabo envehículos cisterna, debido a que los estudios durante estos últimos años han estado máscentrados en camiones más pequeños. Estos estudios pueden tener una gran importanciaen el futuro para el diseño de vehículos menos dañinos para el medioambiente, a la vezque más eficientes energéticamente, de ahí el interés mostrado por diferentes empresasdel sector en este tipo de análisis. [Ramón Miralbes Buil, Luis Castejón Herrer.
Aerodynamic Analysis of a Vehicle Tanker]. Este último factor de vehículos más eficientes, puede tener gran importancia
debido a la posible implantación en un futuro próximo de certificados energéticos eneste sentido. De forma que pagarán más impuestos aquellos vehículos que sean menoseficientes energéticamente y que por lo tanto produzcan más emisiones de CO2, en basea una clasificación energética (figura 3.1). [Novedades de la reglamentación y
certificación de semirremolques: seguridad y medio ambiente. 14 de mayo de 2013.
Fira Barcelona].
Figura 3.1: Clasificación energética de vehículos.
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Planificación 4
Además de todos estos beneficios que trae consigo la mejora aerodinámica, nose deben olvidar otros como la estabilidad del vehículo, la disminución de las olas deviento que un vehículo puede provocar a sus alrededores, así como una mejora delvehículo a los vientos laterales.
Por todo esto se ha considerado esencial el análisis aerodinámico de un vehículocisterna, para comprobar como determinadas modificaciones en su diseño suponen unamejora del conjunto del vehículo y por lo tanto una mejora en el rendimiento general delmismo.
4.- P LAN I FI CACIÓN
4.1.- Planteamiento inicial del problema
Cómo se ha mencionado previamente, este proyecto consiste en el análisis,caracterización y optimización aerodinámica de un vehículo cisterna para el transportede alimentos. Dicho estudio se lleva a cabo en colaboración con la Universidad deZaragoza.
Este proyecto conlleva un estudio más amplio, cuyo objetivo final es el diseñode un prototipo óptimo del vehículo cisterna desde un punto de vista aerodinámico,logrando de esta forma un vehículo más eficiente energéticamente, es decir, con unmenor consumo de combustible respecto al modelo inicial. En la siguiente ilustración se
puede observar este tipo de vehículos.
Figura 4.1: Camión cisterna.
Tanto el modelado del vehículo inicial como el de sus posterioresmodificaciones, se van a realizar mediante el programa de dibujo en 3D SolidWorks. El
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Planificación 5
análisis aerodinámico se llevará a cabo mediante técnicas CFD (computational fluiddynamics) a través del módulo Flow Simulation del SolidWorks, bajo unasdeterminadas condiciones aerodinámicas. De esta forma, se podrá finalmente elaborarun análisis comparativo entre los distintos modelos diseñados.
4.2.- Descripción de las fases del proyecto
Para lograr los objetivos citados anteriormente para este proyecto, es necesaria larealización de una serie de fases que van desde el modelado de la geometría delvehículo cisterna hasta tareas numéricas de cálculo y simulación hasta conseguir elmodelo óptimo final.
A continuación se muestra de forma esquemática las diferentes partes de que
consta el proyecto. En los puntos posteriores se muestra una descripción más detalladade cada una de ellas.
Figura 4.2: Esquema de las diferentes fases del proyecto
Modelado inicial mediante
SolidWorks
Análisis aerodinámico del
vehículo original
Imposición de condiciones y
solicitaciones aerodinámicas
Propuestas de mejora de las
zonas más desfavorables y sus
respectivos análisis
Comparación de los resultados
obtenidos
Rediseño final del vehículo
considerando los resultados
anteriores
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Planificación 6
4.2.1.- Modelado inicial mediante SolidWorks
Esta primera fase del proyecto consiste en el modelado de la estructura original
del vehículo cisterna mediante SolidWorks, un programa de dibujo en 3D.
El SolidWorks es empleado a lo largo de todo el proyecto. Una vez obtenido eldiseño inicial, se empleará el módulo Flow Simulation del SolidWorks para introducirdeterminadas condiciones aerodinámicas.
4.2.2.- Imposición de condiciones y solicitaciones aerodinámicas
En esta parte del proyecto será necesario introducir condiciones tales como lavelocidad del viento y su sentido. También habrá que establecer un dominiocomputacional que represente la zona de influencia del aire sobre el vehículo. Otroaspecto a tener en cuenta será el de una elección adecuada del mallado de la estructura
del vehículo.Una vez establecidos estos parámetros, es momento de comenzar los cálculos
iniciales.
4.2.3.- Análisis aerodinámico del vehículo original
En esta fase del proyecto se han simulado las acciones del aire sobre el vehículomediante técnicas CFD a través del módulo Flow Simulation del SolidWorks. De estaforma se obtienen valores tanto cualitativos como numéricos de velocidades yvorticidades sobre el vehículo. Al mismo tiempo se sabe el valor de la resistencia al
avance que se produce.
4.2.4.- Optimizaciones de las zonas más desfavorables y sus respectivos análisis
En vista a los resultados anteriores se procederá a la realización de distintas propuestas de mejora en aquellas zonas que se considere más conveniente, así como susrespectivos análisis.
4.2.5.- Comparación de los resultados obtenidos
Con el objeto de obtener un vehículo cisterna mejorado respecto al original, serállevado a cabo un análisis comparativo de los resultados obtenidos anteriormente. Deesta forma se podrá decidir que mejoras han de ser implementadas.
4.2.6.- Rediseño final del vehículo considerando los resultados anteriores
Finalmente, se obtendrá un prototipo final optimizado aerodinámicamente, esdecir, con una resistencia al avance menor, y por lo tanto, un menor consumo decombustible, haciéndolo un vehículo más eficiente energéticamente.
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Modelado de la estructura mediante SolidWorks 7
5.- M ODELADO DE LA ESTRUCTURA MEDI ANTE S OLID W ORKS
Cuando se pretende diseñar una estructura mediante SolidWorks, se debenrealizar en primer lugar todos los componentes de la estructura por separado. Una vezobtenidos todos los componentes, se han de ensamblar todos ellos hasta obtener laestructura en su conjunto. En el anexo 2 se muestra el diseño completo de la estructuradel vehículo original, así como alguno de los componentes principales que la forman
por separado.
La mayor parte de los elementos que se muestran en dicho anexo no son piezasindividuales, sino que son ensamblajes de otras piezas creadas previamente como se
puede observar en las imágenes.
La geometría definitiva del vehículo es la que se muestra en la primera imagendel anexo. A partir de esta estructura se va a realizar la caracterización aerodinámica delcamión a través del módulo SolidWorks Flow Simulation.
6.- C ARACTERI ZACIÓN AERODINÁM ICA I NI CIAL MEDI ANTE
SWFS
En esta parte del proyecto va a simularse mediante técnicas CFD (computationalfluid dynamics) el comportamiento aerodinámico sobre el vehículo a través de
SolidWorks Flow Simulation.A lo largo de este estudio no es necesario definir las propiedades de los
materiales que componen el vehículo analizado. Esto es debido a que únicamente se vana realizar simulaciones aerodinámicas del comportamiento del aire sobre el camión, nose trata de realizar un análisis estructural del mismo.
Los resultados obtenidos al final de este proceso nos servirán para tener una ideainicial del comportamiento del aire sujeto a unas determinadas condiciones previamenteestablecidas. Así mismo, nos proporcionará valores que nos servirán de base pararealizar las modificaciones de los posteriores apartados del proyecto.
6.1.- Condiciones de contorno
Partiendo del diseño del vehículo cisterna original mediante SolidWorks, se hanintroducido una serie de condiciones de contorno sobre el mismo mediante la utilizacióndel módulo Flow Simulation comentado anteriormente.
En el mundo real el vehículo se mueve a través del aire estacionario, no
obstante, en un túnel aerodinámico, que es lo que se trata de simular mediante estemódulo, el vehículo es estacionario y el aire está en movimiento. Por lo tanto, y acorde
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Caracterización aerodinámica inicial mediante SWFS 8
a la velocidad a la que suelen circular este tipo de vehículos, se ha consideradointroducir un flujo constante de aire a una velocidad de 30 m/s (108 km/h) en ladirección longitudinal del mismo.
Por otro lado, es necesario definir un volumen de control, denominado dominio
computacional, que representará la cantidad de celdas de fluido durante el cálculo.Cuanto más grande sea este dominio, se obtendrá una mayor precisión al existir unmayor número de celdas de fluido, sin embargo puede resultar en un tiempo de cálculoexcesivo. Por ello hay que obtener un dominio computacional lo suficientemente grande
para nuestro vehículo en concreto.
En las siguientes imágenes se muestra tanto el dominio computacional elegido,cómo la velocidad y sentido del flujo de aire:
Figura 6.1: Dominio computacional inicial
Figura 6.2: Velocidad y sentido del aire sobre el vehículo
6.2.- Mallado utilizado
Para el mallado de la estructura se podía optar por un mallado más fino o unomás grueso, variando la discretización del mismo desde el nivel 1, el más grueso, hastael más fino con un valor de 8. Tras varias pruebas se decidió que un mallado con valor 6
era adecuado para el cálculo aerodinámico del vehículo, obteniéndose el mallado que semuestra a continuación:
30 m/s
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Caracterización aerodinámica inicial mediante SWFS 9
Figura 6.3: Mallado inicial
6.3.- Resultados iniciales obtenidos
En este punto se van a mostrar los resultados obtenidos para el vehículo cisterna
original. Mediante la utilización del módulo Flow Simulation se van a mostrar tantomapas de vorticidad y velocidad del viento, así como trayectorias de flujo de estosmismos parámetros. De igual modo, se obtendrá el valor de la resistencia al avancesobre el vehículo, factor que se tratará de disminuir a lo largo del proyecto.
6.3.1.- Vorticidad
La vorticidad es una magnitud que nos va a servir para cuantificar la rotación deun fluido, en nuestro caso, el aire. Por lo tanto será un indicativo de aquellas zonas enlas que se producen mayores turbulencias.
En el epígrafe 3.1 del anexo 3 se muestran mapas y trayectorias de flujos devorticidad que se dan en diferentes secciones del vehículo.
En este anexo se puede comprobar observando los mapas, que tanto en la zonatrasera del camión, como en el espacio entre la cabina y la cisterna, se produce unaumento de vorticidad. Lo mismo sucede en las proximidades de las ruedas del vehículoal trasladar el mapa al eje de las ruedas del mismo.
Si ahora se visualizan las trayectorias de flujo, se puede ver que en las tres zonasmencionadas en el párrafo anterior se producen gran cantidad de remolinos, es decir,
turbulencias.
6.3.2.- Velocidad
La velocidad del aire en los alrededores del camión nos indicará igualmenteaquellas zonas que presentan unas condiciones aerodinámicas menos favorables. Ladisminución de la velocidad del aire en determinadas zonas significará un aumento delas turbulencias del mismo, y por lo tanto una zona crítica de la estructura del vehículo.
Estos resultados se recogen en el punto 3.2. del anexo 3.
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Rediseños y optimizaciones iniciales y resultados 10
Al analizar las imágenes se puede ver que las zonas de menor velocidad del aire,y por lo tanto, dónde se producen mayores vorticidades, son nuevamente la parte
posterior del camión y el espacio entre la cabina del vehículo y la cisterna. Estefenómeno también se observa en las faldas del camión.
6.3.3.- Resistencia al avance
La resistencia al avance, o resistencia aerodinámica, se refiere a la fuerza queexperimenta nuestro vehículo al moverse a través del aire, es decir, es la fuerza que seopone al avance del camión a través del aire.
Mediante el módulo Flow Simulation se obtiene directamente el valor de dichamagnitud en unidades de Newton (N). El objetivo último de este proyecto será el dereducir este valor mediante la introducción de una serie de optimizacionesaerodinámicas sobre el vehículo.
El valor de resistencia al avance (drag) que se obtiene para el modelo original esde: 3919,084 N.
6.4.- Conclusiones iniciales
En este punto se han presentado los resultados aerodinámicos sobre un vehículocisterna sin modificaciones. En vista a los distintos análisis llevados a cabo, se puedeconcluir en primer lugar, que se producen elevadas turbulencias tanto en el espacio libreque queda entre la cabina del vehículo y la cisterna, cómo en la parte final del camión.
Otra zona a tener en cuenta es la parte baja del camión, dónde se han observadovelocidades del aire poco elevadas, junto con pequeñas turbulencias, lo cual nos indicaotra zona a mejorar aerodinámicamente.
Por todo ello, las tres zonas mencionadas en los párrafos anteriores van a ser el punto de partida de la mejora aerodinámica a realizar, diseñando posiblesoptimizaciones para cada una de las zonas. Estas modificaciones tendrán el fin últimode reducir la resistencia al avance del conjunto del vehículo para así obtener un vehículo
cisterna mejorado aerodinámicamente.
7.- R EDI SEÑOS Y OPTIM I ZACIONES INI CIALES Y RESULTADOS
En este punto se van a proponer una serie de modificaciones sobre el modeloinicial del camión cisterna con objeto de conseguir una optimización aerodinámica delmismo.
Estas modificaciones se van a realizar por zonas, es decir, se van a llevar a cabomejoras en aquellas partes del vehículo que se han considerado críticas en base a los
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Rediseños y optimizaciones iniciales y resultados 11
resultados obtenidos en el apartado anterior de este proyecto. Por lo tanto las zonasanalizadas van a ser: el espacio libre que existe entre la cabina y la cisterna, la zonatrasera del camión y por último, la parte baja del vehículo, en concreto los ejes de lasruedas.
Por otro lado, debido al interés de ciertas empresas en el estudio aerodinámicode un paragolpes dado, se realizarán una serie de modificaciones sobre el mismo conobjeto de comprobar la mejora aerodinámica que dichas optimizaciones suponen sobreel conjunto del vehículo.
7.1.- Rediseños en espacio entre cabina y cisterna
A lo largo de esta parte del proyecto se van a diseñar una serie de posibles
mejoras a establecer en el espacio existente entre la cisterna y la cabina del camión. Enla siguiente imagen se indica la zona sobre la que se van a realizar las optimizaciones.
Figura 7.1: Zona a realizar las primeras optimizaciones.
A continuación se van a mostrar las mejoras implementadas, así como losresultados que se obtienen.
7.1.1.- Rediseño 1.1
Esta modificación consiste en prolongar la longitud de la cisternaimplementando sobre el inicio de la misma una nueva pieza, de forma que se reduzca elespacio que existe hasta la cabina. De esta forma se conseguirá disminuir este espacio, y
por lo tanto, las turbulencias existentes.
En el punto 4.1 del anexo 4 se ilustra el diseño final del vehículo tras estamodificación. De igual forma se pueden observar los resultados que se han halladomediante su análisis aerodinámico.
Se puede observar que al reducir el espacio entre la cabina y la cisterna se ha
conseguido reducir las líneas de flujo de vorticidad y por lo tanto las turbulenciasrespecto al modelo original.
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Esta reducción de la vorticidad se ha traducido en una disminución de laresistencia al avance de un 0,2 % si se compara con el modelo inicial. Por lo tanto sededuce que con el nuevo modelo propuesto no se ha conseguido una mejora importantede la aerodinámica del vehículo.
7.1.2.- Rediseño 1.2
Con esta nueva optimización se trata de crear un componente que una la cabinadel vehículo con la cisterna, para así reducir al máximo el espacio entre amboscomponentes. El objetivo de este nuevo diseño consiste en hacer desaparecer lasturbulencias presentes en el espacio estudiado.
A pesar de que, cómo se ha mencionado en el apartado 6 de este proyecto, no esnecesario definir los materiales de las piezas empleadas, se ha considerado importantecomentar que a la hora de diseñar esta pieza será necesaria la utilización de un material
muy flexible para que se pueda adaptar a los giros del vehículo.
Esta nueva modificación, así como su análisis aerodinámico se observa en elsegundo apartado del anexo 4.
Como se puede observar en el anexo correspondiente, al haber cerrado el huecoque había entre la cabina y la cisterna se han logrado eliminar las turbulencias queexistían en esa zona. Esto ha llevado a una reducción de la resistencia al avance respectoal vehículo original de un 3,4%. Por lo tanto se ha logrado el objetivo de mejorar deforma considerable la aerodinámica del camión cisterna.
7.2.- Rediseños en la zona trasera del vehículo cisterna
A lo largo de este apartado se van a diseñar una serie de posibles mejoras aestablecer en la zona posterior del camión. En la siguiente imagen se indica la zonasobre la que se van a realizar las optimizaciones.
Figura 7.2: Zona a realizar las segundas optimizaciones.
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A continuación se van a mostrar las mejoras implementadas, así como losresultados que se obtienen.
7.2.1.- Rediseño 2.1
Mediante esta modificación se va a tratar de prolongar la parte final de lacisterna, dándole al mismo tiempo una forma cilíndrica para que las líneas de flujo siganuna determinada trayectoria.
El primer epígrafe del anexo 5 muestra el análisis del nuevo diseño planteado.
Fijándonos en el valor de resistencia al avance, se comprueba que ahora seobtiene un valor mayor respecto al modelo original, lo cual nos indica que no se halogrado ninguna mejora aerodinámica del camión mediante esta modificación.
7.2.2.- Rediseño 2.2
En esta ocasión, además de prolongar la parte trasera del vehículo, se va realizarla nueva pieza de forma que llegue hasta la parte baja del camión. Así se intentaránreducir las turbulencias que se producen en la zona trasera del vehículo.
Este análisis del nuevo modelo planteado se muestra en el apartado 5.2 delanexo 5.
Esta mejora ha resultado en una disminución de la resistencia al avance de un0,24% respecto al vehículo original.
7.3.- Rediseños en los ejes de las ruedas del vehículo cisterna
A lo largo de este punto se van a diseñar una serie de posibles mejoras aestablecer en la parte baja del camión, a la altura de las ruedas. En la siguiente imagense indica la zona sobre la que se van a realizar las optimizaciones.
Figura 7.3: Zona a realizar las últimas optimizaciones.
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A continuación se van a mostrar las mejoras implementadas, así como losresultados que se obtienen.
7.3.1.- Rediseño 3.1
En esta parte, con la meta de reducir las vorticidades que se dan en la zonainferior del vehículo, se van a introducir una serie de paneles laterales a la altura de losejes de las ruedas del camión. Estos paneles irán apoyados sobre la parte lateral de lacisterna de forma que cubran la longitud de la misma. Así se pretende disminuir losflujos de aire que se introducen por debajo de la cisterna del vehículo.
El apartado 6.1 del anexo 6 muestra el análisis del nuevo modelo planteado.
Esta mejora ha resultado en una disminución de la resistencia al avance de un4,77% en relación al modelo original.
7.3.2.- Rediseño 3.2
Mediante el rediseño 3.1 se ha logrado una mejora aerodinámica importante. Sinembargo, determinadas empresas consideran complicado acoplar el primer panel, esdecir, el que se halla sobre la cabina del camión. Esto es debido a las escasas opcionesde maniobra de que se dispone en esa zona.
Por lo comentado en el párrafo previo, ahora se va a realizar un modelo parecidoal anterior, pero eliminando el primer panel que hay en cada lateral. En su lugar se va acolocar una pieza que vaya por debajo de la cisterna de forma que una ambos paneles
laterales. Esta pieza se elaborara con forma de V, para así dirigir el flujo del aire haciala parte externa del camión, impidiendo que se introduzca por la parte baja del vehículo.
En el epígrafe 6.2 del anexo 6 se muestra el análisis del nuevo modelo planteado.
Mediante este modelo se ha conseguido una disminución de la resistencia alavance de un 0,25% respecto al vehículo inicial. Este decrecimiento en la mejorarespecto al rediseño anterior se debe a la eliminación del primer panel, ya que esa zonaqueda ahora libre, produciéndose turbulencias.
7.3.3.- Rediseño 3.3
Para intentar volver a los niveles de mejora del rediseño 3.1 se van a prolongarlos paneles hacia abajo, haciendo que queden más próximos al suelo. Con este nuevodiseño se trata de aumentar el espacio que queda libre de turbulencias.
El apartado 6.3 del anexo 6 muestra el análisis del nuevo modelo planteado.
Mediante este modelo se ha conseguido una disminución de la resistencia alavance de un 4,5% respecto al vehículo inicial, logrando el objetivo que se buscaba.
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7.4.- Rediseños sobre un paragolpes dado
Como se introdujo al inicio de esta parte del proyecto, además de los análisis
realizados previamente, se va a llevar a cabo un estudio aerodinámico de la influenciaque tienen sobre el conjunto del camión cisterna determinadas modificacionesefectuadas en un paragolpes. Este análisis es fruto del interés mostrado por ciertasempresas. En la siguiente figura se muestra el paragolpes en cuestión, así como unailustración del mismo acoplado ya al vehículo.
Figura 7.4: Diseño del paragolpes original.
En primer lugar se elaborará la caracterización aerodinámica del vehículo sin el paragolpes. Posteriormente se hará el mismo análisis pero con el paragolpes acoplado alvehículo. De este modo obtendremos los Newton de resistencia al avance debidos al
paragolpes.
A continuación se analizarán una serie de posibles optimizaciones aerodinámicasdel paragolpes. En esta sección, para cada modificación será estudiado, tanto el
paragolpes de forma aislada, como éste acoplado al vehículo.
A lo largo de este apartado se han mantenido las mismas condiciones decontorno empleadas hasta ahora, y que no van a cambiar a lo largo de este proyecto. Noobstante, se ha optado por realizar estos análisis mediante un mallado más preciso para
poder observar con más detalle la zona dónde se sitúa el paragolpes. Por lo tanto se haoptado por el nivel máximo de discretización que ofrece el SolidWorks FlowSimulation. En la figura 7.5 se recoge dicho mallado:
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Figura 7.5: Mallado con un mayor nivel de discretización.
7.4.1.- Análisis del vehículo sin paragolpesEn esta primera fase del análisis se va a estudiar el comportamiento
aerodinámico del vehículo cisterna sin el paragolpes. En el anexo 7 se recoge lainformación obtenida de este primer análisis.
A partir de este modelo inicial se van a realizar los posteriores estudiosacoplando el paragolpes al vehículo. Así, se hallará como afecta el paragolpes y susmodificaciones a la aerodinámica del vehículo.
7.4.2.- Análisis del paragolpes original
Previamente al análisis aerodinámico del conjunto del vehículo con el paragolpes acoplado, se va a analizar únicamente el paragolpes de forma aislada.
Para ello se sigue manteniendo una velocidad del aire de 30 m/s. Sin embargo,debido al menor tamaño del paragolpes aislado respecto al camión completo, se debereducir el dominio computacional hasta un volumen acorde con el tamaño del
paragolpes. Este mismo dominio será el empleado para analizar los nuevos modelos de paragolpes de forma aislada. La figura 7.6 muestra dicho dominio:
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Figura 7.6: Dominio computacional para el paragolpes aislado.
Después de introducir estas nuevas condiciones, se ha ejecutado el análisis del paragolpes, obteniendose los resultados indicados en el apartado 7.2 del anexo 7.
Una vez obtenidos los resultados del análisis del paragolpes aislado, se va arealizar el estudio con el paragolpes acoplado al vehículo. Por lo tanto, se vuelven acambiar las medidas del dominio computacional, de forma que tenga las mismasdimensiones que en las de los análisis llevados a cabo en el apartado 6 de este proyecto.
A lo largo de este epígrafe vamos a comprobar el comportamiento aerodinámicoen los alrededores del paragolpes. En consecuencia, los estudios a realizar van a mostrarresultados únicamente en las proximidades del paragolpes, sin prestar atención a lo quesucede en las zonas restantes del camión, ya que esto se ha elaborado en los apartados
previos.
No obstante, sí que será necesario el cálculo de la resistencia al avance sobre elvehículo cisterna completo. De esta forma se podrá concluir si existen beneficiosaerodinámicos con los posteriores rediseños del paragolpes.
En el punto 7.3 del anexo 7 puede observarse como se producen ciertasturbulencias en la parte posterior del paragolpes. Con el fin de disminuir estasvorticidades, se van a realizar dos nuevos modelos de paragolpes, a partir de los cualesse realizarán sus respectivos análisis aerodinámicos comprobando de esta forma si estoscambios contribuyen a la obtención de un vehículo aerodinámicamente más eficiente.
7.4.3.- Rediseño paragolpes 1
En este primer modelo, se ha decidido realizar un recubrimiento alrededor de la barra del paragolpes dándole una forma de perfil NACA. Este tipo de perfiles fueron
creados por la NACA (National Advisory Committee for Aeronautics), y suelen ser perfiles empleados para el desarrollo de las alas de los aviones. Las características de
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estos perfiles han sido medidas en túneles de viento. [Sergio Esteban Roncero.
Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos. Introducción a los
perfiles NACA].
Los soportes del paragolpes también se han recubierto dotándoles de una forma
similar a la de los perfiles NACA.
En el punto 7.4 del anexo 7 se muestra tanto el modelo del paragolpes aislado,así como los resultados que se obtienen de su análisis aerodinámico.
Como se puede apreciar, con este nuevo diseño de paragolpes se obtiene unimportante decremento en el valor de la resistencia al avance respecto al original(50,91%).
Una vez obtenidos los resultados del paragolpes aislado, se acopla éste al
vehículo para su análisis, y así ver cómo afecta el nuevo paragolpes sobre el camióncompleto. Las soluciones halladas se muestran en el apartado 7.5 del anexo 7.
Mediante este nuevo diseño del paragolpes, se ha logrado reducir lasvorticidades generadas tras él. En consecuencia se ha producido una reducción en elvalor de la resistencia al avance de 3,27% si se compara con el vehículo que llevaacoplado el paragolpes original.
7.4.4.- Rediseño paragolpes 2
En este segundo diseño, se va a seguir la misma idea que en el anterior. Se trata
nuevamente de un recubrimiento sobre el paragolpes original a través de un perfil NACA, pero ahora al final del mismo se le va a dar una inclinación hacia arriba. Elobjetivo de este nuevo diseño consiste en redirigir los flujos de aire que llegan al
paragolpes para evitar que existan depresiones y turbulencias en la parte trasera delcamión.
Por otro lado, se va a aumentar el área proyectada sobre la que va a incidir elflujo de aire, lo que supondrá un aumento de la resistencia al avance, es decir, pérdidasaerodinámicas.
Por lo tanto este análisis nos va a servir para averiguar que factor de loscomentados en los párrafos previos tiene una mayor importancia sobre la aerodinámicadel vehículo, y en definitiva, si este paragolpes supone una mejora aerodinámica delvehículo.
En el apartado 7.6 del anexo 7 se puede visualizar tanto el rediseño del paragolpes, así como los resultados obtenidos de su análisis aerodinámico de formaaislada, es decir, sin estar todavía ensamblado al camión.
Observando dicho anexo se puede comprobar cómo se generan vorticidades a la
altura de los soportes del paragolpes. Además de esto, existe una mayor área proyectadasobre la que actúa el fluido, aire en nuestro caso. Por todo ello, es lógico el aumento del
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coeficiente de resistencia que se produce respecto al paragolpes inicial, que es de 41,068 N (21,32%).
El siguiente análisis es el llevado acabo con el paragolpes acoplado al vehículo.Esto nos servirá para averiguar definitivamente si este rediseño conlleva una mejora
aerodinámica sobre el conjunto, o por el contrario, al igual que el estudio aislado,supone un aumento de la resistencia al avance del conjunto en el fluido. El apartado 7.7del anexo 7 recoge dicho estudio.
Al igual que ocurría en el estudio del paragolpes de forma aislada, al acoplarlo alcamión también se obtiene un mayor coeficiente de resistencia, en este caso el aumentoque se produce respecto al vehículo con el paragolpes original es de un 1,05%. Por lotanto, mediante este paragolpes no se consigue mejorar la aerodinámica del vehículo.
7.4.5.- Airtabs: Aerodynamic fuel savers
De los dos rediseños de paragolpes propuestos, solamente uno de ellos hasupuesto un beneficio desde el punto de vista aerodinámico, por lo que este punto secentra en ese modelo, el rediseño 1. Lo que se va a intentar es mejorar en algo el
paragolpes ya modificado mediante la unión sobre el mismo de unos pequeñoscomponentes conocidos como airtabs (aerodynamic fuel savers). [Novedades de la
reglamentación y certificación de semirremolques: seguridad y medio ambiente. 14 de
mayo de 2013. Fira Barcelona].
Los airtabs son unos vórtices generadores cuya misión es la de reducir la fricción
aerodinámica. Han sido diseñados para cualquier vehículo que circule en la carretera,creando dos remolinos de aire en los vórtices que se combinan, reduciendo así lasucción y el arrastre en la zona trasera del vehículo. Las siguientes imágenes muestrandicho elemento y su diseño mediante SolidWorks: [http://www.airtab.com/].
Figura 7.7: Imagen de un airtab (izquierda) y su diseño mediante SolidWorks (derecha).
En este punto se va a estudiar como afectaría acoplar airtabs al paragolpes. Estenuevo ensamblaje se va a realizar, como se ha mencionado anteriormente, sobre elrediseño del paragolpes 1. El nuevo diseño así como su análisis antes de ser acoplado alvehículo se muestra en el punto 7.8 del anexo 7.
Como se puede ver en la tabla de dicho anexo, se obtiene un valor delcoeficiente de resistencia de 102,222 N. Esto significa que este valor ha aumentado
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respecto al paragolpes sin los aerodynamic fuel savers en un 8,12%. Por lo tanto, elacoplamiento de los airtabs no se ha traducido en una mejora aerodinámica para el casodel paragolpes aislado.
No obstante, debido a lo imprevisible de las trayectorias que pueden seguir los
flujos de aire, se va a realizar un análisis aerodinámico del paragolpes con los airtabsacoplado al camión, para observar si en este caso se reduce la resistencia al avance delmismo. Los resultados de este estudio se recogen en el epígrafe 7.9 del anexo 7.
Al igual que para el estudio del paragolpes de forma aislada, al acoplarlo alvehículo, no se obtienen unos resultados satisfactorios en cuanto a la aerodinámica si locomparamos con el paragolpes sin los airtabs, ya que se produce un aumento de laresistencia al avance de un 0,34%.
7.4.6.- Paragolpes recortado
A lo largo de este apartado se va a proponer un último diseño del paragolpes. Laidea consiste en acortar el perfil del paragolpes de forma que no termine con forma decuña, y por lo tanto crear un nuevo diseño más seguro para los vehículos que circulenalrededor del camión cisterna.
Mediante este nuevo modelo se va a crear una forma menos aerodinámicadebido a la nueva terminación, por ello se van a volver a acoplar los airtabs sobre el
paragolpes, para así, comprobar si en este nuevo diseño resultan efectivos.
El modelado del nuevo diseño y el análisis del paragolpes aislado tanto sinairtabs como con ellos, se observa en el apartado 7.10 del anexo 7.
Al observar los resultados obtenidos se puede ver, como era previsible, que no seconsigue una mejora de la resistencia al avance del nuevo paragolpes sin airtabs si locomparamos con el rediseño 1, sino que se produce un aumento de un 11,85%.
Como en el caso anterior, el ensamblaje de los airtabs se ha traducido en unaumento de la resistencia al avance en comparación con el modelo sin airtabs, por loque su acoplamiento tampoco resultaría interesante para este modelo.
Para este caso no se va a realizar el análisis con el paragolpes acoplado alvehículo ya que se trataba únicamente de hacernos una idea de como afecta este cambioal paragolpes aislado.
Con esto quedan presentados los resultados obtenidos para cada uno de losdiseños propuestos. El siguiente punto de este proyecto se centra en el análisiscomparativo de todas las propuestas de mejora realizadas.
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Análisis comparativo de resultados 21
8.- ANÁLI SI S COMPARATIVO DE RESULTADOS
Una vez obtenidos los resultados de cada uno de los estudios aerodinámicosllevados a cabo, es conveniente realizar un análisis comparativo de todos ellos. De estaforma se puede averiguar que diseños de los propuestos se aproximan en mayor medidaal objetivo deseado de un vehículo energéticamente más eficiente.
A continuación se muestran unas tablas dónde se puede ver la comparación delos resultados obtenidos. En la primera de las tablas se comparan los rediseñosrealizados sobre el camión, separándolos por las zonas dónde estos se han llevado acabo. En las siguientes se comparan los resultados obtenidos para los distintos diseñosde paragolpes implementados, tanto de forma aislada, como una vez que han sidoacoplados al vehículo.
ZONAOPTIMIZADA NOMBRE MODELO
DRAG[N]
% DEMEJORA
Modelo inicialModeloinicial
3919,084 0
Espacio entrecabina y
cisterna
Rediseño1.1
3911,083 0,20
Rediseño1.2
3785,725 3,40
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Análisis comparativo de resultados 22
Zona trasera delvehículo
Rediseño2.1
3922,536 -0,09
Rediseño2.2
3909,824 0,24
Zonas lateralesde la cisterna
Rediseño3.1
3732,142 4,77
Rediseño3.2
3909,218 0,25
Rediseño3.3
3742,638 4,50
Tabla 8.1: Comparación de resultados de las modificaciones sobre el vehículo.
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Análisis comparativo de resultados 23
En la tabla 8.1 se puede comprobar que rediseño ha llevado a una mayorreducción de la resistencia al avance (drag) en cada una de las zonas estudiadas, y por lotanto, aquél que supone mejores resultados aerodinámicos, es decir, un vehículoenergéticamente más eficiente.
NOMBRE MODELO DRAG[N]
% DEMEJORA
Paragolpesoriginal
192,587 0
Paragolpes(rediseño 1)
94,548 50,91
Paragolpes(rediseño 1 +
airtabs)102,222 46,92
Paragolpes(rediseño 2)
233,655 -21,32
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Análisis comparativo de resultados 24
Paragolpesrecortado (sin
airtabs)
105,747 45,09
Paragolpesrecortado (con
airtabs)135,721 29,53
Tabla 8.2: Comparación de resultados de los paragolpes de forma aislada.
Los resultados de la resistencia al avance para los paragolpes aislados se recogenen la tabla 8.2, así como en qué porcentaje se reduce dicho coeficiente respecto al
paragolpes original.
Se puede apreciar que mediante el primer rediseño se consigue una mejoraimportante, sin embargo la introducción de los airtabs no trae consigo ninguna mejoraaerodinámica.
Por otro lado, el segundo modelo de paragolpes supone un incremento del drag,algo no deseado. Esto es lógico, debido al aumento de la superficie proyectada sobre laque incide el flujo de aire.
NOMBRE MODELODRAG
[N]% DE
MEJORA
Modelo sin paragolpes
3278,899 2,90
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Análisis comparativo de resultados 25
Paragolpesoriginal
acoplado alvehículo
3376,666 0
Paragolpes(rediseño 1)acoplado al
vehículo
3266,306 3,27
Paragolpes(rediseño 1 +
airtabs)acoplado al
vehículo
3277,368 2,94
Paragolpes(rediseño 2)acoplado al
vehículo
3412,148 -1,05
Tabla 8.3: Comparación de resultados de los paragolpes acoplados al vehículo.
En la tabla 8.3 se han comparado los distintos modelos de paragolpes estudiadosrespecto al modelo del paragolpes original, una vez acoplados al vehículo. De estaforma se puede cuantificar cuál de los modelos de paragolpes diseñados supone unamayor ventaja aerodinámica.
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Rediseño y optimización final 26
8.1.- Conclusiones
A través de estas tablas comparativas se puede decidir de una forma más clara ysencilla aquellos diseños que suponen una mejora aerodinámica más importante para elconjunto del vehículo cisterna.
Mediante los resultados que se muestran en la tabla 8.1 se llega a la conclusiónde qué diseños serán implementados en cada una de las zonas estudiadas a la hora delrediseño final del camión. Por lo tanto los modelos elegidos serán, por lo general,aquellos que supongan un mayor porcentaje de mejora de la resistencia al avance.
Lo comentado en el párrafo anterior no será así para los laterales del camióncomo se explica a continuación: El rediseño 3.1 debería ser el elegido, no obstante,ciertas empresas creen que puede resultar complicado insertar los paneles laterales másallá del comienzo de la parte trasera de la cabina del camión. Por ello, y siendo que se
obtiene una mejora similar, se considera más adecuado el rediseño 3.3.
Como consecuencia de estos resultados se ha decidido realizar un rediseño yoptimización final del vehículo implementando sobre el mismo, de forma simultánea,los rediseños: 1.2, 2.2 y 3.3. En el siguiente apartado se lleva a cabo dicha optimización.
Por otro lado se encuentra el estudio del paragolpes. Según los resultados de latabla 8.3, con el paragolpes acoplado al vehículo, el primer rediseño es el más favorabledesde el punto de vista aerodinámico, al igual que ocurría al analizar los paragolpes deforma aislada. Nuevamente se aprecia que los airtabs no suponen ninguna mejora, por lo
que no conviene su aplicación en esta parte del vehículo.
En último lugar, cabe destacar que mediante el primer rediseño del paragolpes seconsiguen incluso una menor resistencia al avance que para el caso del vehículo sin
paragolpes. Esto se explica porque el aumento de resistencia que se produce al acoplarel paragolpes, no es tan elevada como la disminución que se obtiene de la misma alredirigir los flujos de aire de forma que se produzcan menos turbulencias en la parte
posterior del camión.
9.- R EDI SEÑO Y OPTIM I ZACIÓN F INAL
En este punto va a proponerse un último modelo optimizado del vehículocisterna. En él se va a introducir una mejora en cada una de las zonas que ha sidoestudiada en los apartados anteriores de este proyecto, cómo se ha comentado en el
punto anterior.
Una vez obtenido el prototipo final del camión, se ha realizado su análisisaerodinámico. En éste estudio han sido empleadas las mismas condiciones de contorno
y el mismo mallado que para el apartado 6 de este proyecto. Finalmente se han obtenidolos resultados mostrados en el anexo 8.
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Conclusiones finales 27
Mediante este nuevo diseño se consigue disminuir considerablemente laresistencia al avance del conjunto con respecto al vehículo original, que tenía un valorde 3919,084 N.
En definitiva, con este último modelo se ha conseguido una reducción del
coeficiente de resistencia (drag) de 7,38 %.
9.1.- Conclusiones
En este apartado se han presentado las posibles modificaciones a realizar sobreel modelo original del vehículo cisterna con objeto de conseguir una optimizaciónaerodinámica, y en consecuencia, un vehículo energéticamente más eficiente.
La zonas dónde se han colocado las nuevas piezas han sido determinadasmediante un análisis previo del vehículo original, a través del cual se determinó que
partes del vehículo estaban sujetas a mayores vorticidades.
Además varios diseños de nuevas piezas aerodinámicas fueron llevados a cabo para cada una de las zonas de estudio. A continuación se han seleccionado aquelloscomponentes que se consideran más ventajosos.
Finalmente se han añadido estos componentes sobre la estructura del vehículooriginal. Esto ha supuesto la disminución de las vorticidades en aquellas partes dóndehan sido colocados, logrando por tanto optimizar aerodinámicamente el conjunto delvehículo.
10.- C ONCLUSIONES F INALES
A lo largo de las distintas fases de este proyecto se ha diseñado, calculado yoptimizado la estructura de un camión cisterna para el transporte de alimentos con elobjeto de presentar un nuevo modelo optimizado aerodinámicamente.
En una primera fase se ha realizado el modelado de la geometría de la estructuramediante el SolidWorks, programa de diseño asistido por ordenador para modeladomecánico.
En la segunda fase se han realizado una serie de cálculos aerodinámicos preliminares sobre la estructura con el fin de determinar aquellas zonas del vehículosujetas a mayores turbulencias.
Posteriormente se han propuesto posibles optimizaciones a realizar sobre elcamión. Aquí cabe destacar que ha sido con los faldones laterales con los que se ha
logrado una mayor ganancia aerodinámica, obteniéndose hasta un 4,50 % de mejora enel coeficiente de resistencia aerodinámica, debido a la imposibilidad de que el flujo de
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transporte de alimentos
Bibliografía 28
aire se dirija hacia la parte baja del vehículo, dónde existían elevadas turbulencias. Portanto, los faldones laterales serían preferibles como punto de partida de una mejoraaerodinámica.
La contribución del resto de mejoras aerodinámicas también es relevante, ya que
igualmente suponen una mejora aerodinámica. Su integración conjunta sobre elvehículo ha dado con una mejora de un 7,38 % de la resistencia al avance.
Esta última fase del proyecto ha significado la obtención de un modelo mejoradoaerodinámicamente, y por tanto, un vehículo con menor consumo de combustible ymenos emisiones de CO2, es decir, se ha conseguido el objetivo de dar con un vehículoenergéticamente más eficiente.
11.- B I BL IOGRAFÍA
1. Esteban Roncero, Sergio. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánicade Fluidos. Introducción a los perfiles NACA, 2009.
2. Miralbes Buil, Ramón; Castejón Herrer, Luis. Aerodynamic Analysis of aVehicle Tanker. Research group in vehicles and road safety (VEHIVIAL), CPS,University of Zaragoza, Zaragoza 50012, Spain, April 2009.
3. Novedades de la reglamentación y certificación de semirremolques: seguridad y
medio ambiente. 14 de mayo de 2013. Fira Barcelona.4. Olivares de Jodar, José. Estudio aerodinámico aplicado en el campo de la
automoción. Universitat Politécnica de Catalunya (UPC), Barcelona, 16 de juniode 2011.
5. Páginas web:
http://grabcad.com/
http://www.airodyne.com/trailer_bumper_bullet.asp
http://www.airtab.com
http://www.tecmovia.com/2013/03/31/aerodinamica-y-eficiencia
http://www.3dcadbrowser.com/
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transporte de alimentos
Anexos 29
ANEXO 1: HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
En la primera fase del proyecto se ha realizado el modelado del camión cisternamediante el programa SolidWorks, que es un programa de dibujo en 3D. Mediante este
programa se han realizado de igual forma las posteriores modificaciones realizadassobre el vehículo.
Para la caracterización aerodinámica se han empleado técnicas CFD, usandoigualmente el programa SolidWorks, en concreto, mediante su módulo FlowSimulation.
SolidWorks
SolidWorks es un programa de diseño asistido por ordenador para modeladomecánico desarrollado en la actualidad por SolidWorks Corp. Es un modelador de
sólidos paramétricos, que usa el Kernel de modelado Parasolid. Fue introducido en elmercado en 1955 para competir con otros programas CAD.
El programa permite modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto planoscomo otro tipo de información necesaria para la producción. Estas son las tres opciones
básicas que posee el programa. En primer lugar está la opción de crear piezasindividuales; La segunda opción es crear un ensamblaje, que consiste en la unió de las
piezas individuales creadas. Estos son los dos comandos que se han utilizado paraelaborar la estructura del proyecto; La tercera opción que ofrece el programa es la decrear un dibujo. Esto se refiere a crear un dibujo en 2D, obteniendo las vistas (alzado,
planta y perfil) de una pieza o un ensamblaje. Es un programa que funciona con base enlas nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD.
Además de la parte de modelado mecánico, SolidWorks, también nos ha permitidorealizar la caracterización aerodinámica del vehículo a través de su módulo FlowSimulation.
SolidWorks Flow Simulation consiste en una potente herramienta de dinámicade fluidos computacional (CFD) que permite la simulación de flujos de fluidos,transferencias de calor y fuerzas de fluidos, que son parámetros fundamentales para el
éxito de los diseños.
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Anexos 30
ANEXO 2: C OMPONENTES DEL CAMIÓN CI STERNA
NOMBRE MODELO
Modelo global
Cisterna
Pasarela
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Anexos 31
Escalera
Cajón descargas
Cajónherramientas
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Anexos 32
Carenado partido
Paragolpes
Faldón trasero
Bastidor
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Anexos 33
Soporte paraciclistas
Rueda
Guardabarros
Guardabarrostrasero
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Anexos 34
Portamangueras
Cabina
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Anexos 35
ANEXO 3: R ESULTADOS OBTEN IDOS SOBRE EL VEH ÍCULO
ORIGINAL
3.1.- Vorticidad
Camiónoriginal
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
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transporte de alimentos
Anexos 36
Mapa devorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
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transporte de alimentos
Anexos 37
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje de lasruedas del
camión
3.2.- Velocidad
Camiónoriginal
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Anexos 38
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
Mapa develocidad enel eje de lasruedas del
camión
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Anexos 39
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje de lasruedas del
camión
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Anexos 40
ANEXO 4: R ESULTADOS DE REDI SEÑOS ENTRE CABI NA Y
CISTERNA
4.1.- Rediseño 1.1.
Rediseño 1.1
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 41
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 42
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Resistenciaal avance [N]
3911,083
4.2.- Rediseño 1.2.
Rediseño 1.2
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Anexos 43
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 44
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Resistenciaal avance [N]
3785,725
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Anexos 45
ANEXO 5: R ESULTADOS DE REDI SEÑOS EN ZONA TRASERA DEL
VEHÍCULO
5.1.- Rediseño 2.1.
Rediseño 2.1
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 46
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
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Anexos 47
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Resistenciaal avance [N]
3922,536
5.2.- Rediseño 2.2.
Rediseño 2.1
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 48
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 49
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Resistenciaal avance [N]
3909,824
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Anexos 50
ANEXO 6: R ESULTADOS DE REDI SEÑOS EN LOS EJES DE LAS
RUEDAS
6.1.- Rediseño 3.1.
Rediseño 3.1
Mapa devorticidad en
el eje mediodel camión
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transporte de alimentos
Anexos 51
Mapa devorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 52
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 53
Mapa develocidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 54
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje de lasruedas del
camión
Resistenciaal avance [N]
3732,142
6.2.- Rediseño 3.2.
Rediseño 3.2
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 55
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
Mapa devorticidad enel eje de lasruedas del
camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 56
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje de lasruedas del
camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 57
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
Mapa develocidad enel eje de lasruedas del
camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 58
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje de lasruedas del
camión
Resistenciaal avance [N]
3909,218
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transporte de alimentos
Anexos 59
6.3.- Rediseño 3.3.
Rediseño 3.3
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 60
Mapa devorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 61
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 62
Mapa develocidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
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Anexos 63
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje de lasruedas del
camión
Resistenciaal avance [N]
3742,638
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
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Anexos 64
ANEXO 7: R ESULTADOS DE REDI SEÑOS EN UN PARAGOLPES
DADO
7.1.- Vehículo sin paragolpes
Vehículo sin paragolpes
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 65
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 66
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
Resistenciaal avance [N]
3278,899
7.2.- Paragolpes original aislado
Paragolpesoriginalaislado
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 67
Mapa devorticidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 68
Trayectoriasde flujo de
vorticidad en
el eje mediodel
paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 69
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 70
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 71
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del
paragolpes
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Anexos 72
Resistenciaal avance [N]
192,587
7.3.- Paragolpes original acoplado al vehículo
Paragolpesoriginal
acoplado alvehículo
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 73
Mapa devorticidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 74
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 75
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Mapa develocidad enel eje medio
del
paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 76
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 77
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del
paragolpes
Resistenciaal avance [N]
3376,666
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 78
7.4.- Paragolpes 1 aislado
Paragolpes(rediseño 1)
aislado
Mapa devorticidad en
el eje mediodel
paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 79
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del
paragolpes
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del
paragolpes
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 80
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura del
soporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
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Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 81
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 94/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 82
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 95/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 83
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Resistenciaal avance [N] 94,548
7.5.- Paragolpes 1 acoplado al vehículo
Paragolpes
(rediseño 1)acoplado al
vehículo
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 96/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 84
Mapa devorticidad enel eje medio
del
paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 97/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 85
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
vorticidad en
el eje mediodel
paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 98/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 86
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 99/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 87
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del
paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 100/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 88
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Resistenciaal avance [N]
3266,306
7.6.- Paragolpes 2 aislado
Paragolpes(rediseño 2)
aislado
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 101/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 89
Mapa devorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 102/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 90
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 103/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 91
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del
paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 104/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 92
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 105/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 93
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 106/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 94
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Resistenciaal avance [N] 233,655
7.7.- Paragolpes 2 acoplado al vehículo
Paragolpes
(rediseño 2)acoplado al
vehículo
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 108/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 96
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del
paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 109/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 97
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 110/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 98
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 111/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 99
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Resistencia
al avance [N]
3412,148
7.8.- Paragolpes con Airtabs aislado
Paragolpes
(con Airtab)aislado
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 112/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 100
Mapa devorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 113/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 101
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 114/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 102
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 115/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 103
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 116/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 104
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 117/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 105
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Resistenciaal avance [N] 102,222
7.9.- Paragolpes con Airtabs acoplado al vehículo
Paragolpes(con airtabs)acoplado al
vehículo
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 118/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 106
Mapa devorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 119/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 107
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 120/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 108
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura del
soporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 121/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 109
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 122/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 110
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 123/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 111
Resistenciaal avance [N]
3277,368
7.10.- Paragolpes recortado
Paragolpesrecortado
(sin airtabs)
Mapa devorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 124/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 112
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 125/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 113
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 126/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 114
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 127/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 115
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 128/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 116
Trayectoriasde flujo develocidad a
la altura delsoporte del paragolpes
Resistenciaal avance [N]
105,747
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 129/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 117
Paragolpesrecortado
(con airtabs)
Mapa de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 130/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 118
Mapa devorticidad ala altura delsoporte del paragolpes
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje medio
del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 131/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 119
Trayectoriasde flujo devorticidad ala altura del
soporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 132/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 120
Mapa develocidad enel eje medio
del paragolpes
Mapa develocidad ala altura delsoporte del paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 133/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 121
Trayectoriasde flujo de
velocidad en
el eje mediodel
paragolpes
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 134/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 122
Trayectoriasde flujo develocidad ala altura delsoporte del
paragolpes
Resistenciaal avance [N]
135,721
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 135/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 123
ANEXO 8: R ESULTADOS REDI SEÑO F INAL
Rediseñofinal
Mapa devorticidad enel eje mediodel camión
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 136/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 124
Mapa devorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje mediodel camión
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 137/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 125
Trayectoriasde flujo de
vorticidad enel eje de lasruedas del
camión
Mapa develocidad enel eje mediodel camión
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 138/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Anexos 126
Mapa develocidad enel eje de lasruedas del
camión
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje mediodel camión
7/17/2019 TAZ-PFC-2014-244.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/taz-pfc-2014-244pdf 139/139
Caracterización aerodinámica y optimización mediante técnicas CFD de un camión cisterna para el
transporte de alimentos
Trayectoriasde flujo de
velocidad enel eje de lasruedas del
camión
Resistenciaal avance [N]
3630,00