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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/36144
Tipo: | TCC |
Título: | Análise Numérica e Experimental da Aerodinâmica de uma Motocicleta de Competição em Escala Reduzida Utilizando OpenFOAM e um Túnel de Vento / |
Autor(es): | Frederico, Nathan Pereira |
Primeiro Orientador: | Santos, Paulo Henrique Dias dos |
Resumo: | Este trabalho apresenta uma análise numérica e experimental da aerodinâmica de um protótipo de motocicleta de competição reduzido em escala. A abordagem numérica foi realizada com o uso do sof tware de código aberto OpenFOAM, com a aplicação do modelo de turbulência SST k–ω. Em paralelo, foi construído e instrumentado um túnel de vento de baixo custo para validação experimental, composto por uma seção de testes em acrílico, um soprador de 1800 W operando em sucção e um sistema de aquisição baseado em Arduino Uno com célula de carga e módulo HX711 para medição direta da força de arrasto. Foi realizado um estudo de independência de malha, no qual três níveis de refino foram comparados a partir do coeficiente de arrasto aerodinâmico (CD), do número de elementos e do tempo computacional. Os resultados numéricos para o coeficiente de arrasto CD = 0,59169 e a força de arrasto FD = 2,04 gf foram comparados com os dados experimentais CD = 0,62014 e a força de arrasto FD = 2,14 ± 0,20 gf, apresentando uma diferença de 4,67% para a força de arrasto e 4,59% para o coeficiente de arrasto. Essa concordância valida a metodologia numérica adotada e a viabilidade do aparato experimental de baixo custo. O trabalho demonstra que a combinação de simulação computacional e validação experimental acessível é uma ferramenta poderosa e replicável para o desenvolvimento aerodinâmico em ambientes acadêmicos e para equipes de competição com recursos limitados, como as da MotoStudent. |
Abstract: | This work presents a numerical and experimental analysis of the aerodynamics of a scaleddown competition motorcycle prototype. The numerical investigation was conducted using the open-source software OpenFOAM with the SST k–ω turbulence model. In parallel, a low-cost wind tunnel was designed and instrumented for experimental validation, featuring an acrylic test section, a 1800 W suction blower, and a data acquisition system based on an Arduino Uno with a load cell and HX711 module for direct drag force measurement. A mesh independence study was carried out, comparing three refinement levels based on the aerodynamic drag coefficient (CD) number of elements, and computational time. The numerical results for the drag coefficient CD = 0.59169 and drag force FD = 2.04 gf were compared with experimental data CD = 0.62014 and FD = 2.14 ± 0.20 gf, showing differences of 4.67% for the drag force and 4.59% for the drag coefficient. This close agreement validates the adopted numerical methodology and demonstrates the feasibility of the low-cost experimental apparatus. The study confirms that the combination of computational simulation and accessible experimental validation is a powerful and replicable tool for aerodynamic development in academic environments and for competition teams with limited resources, such as those in MotoStudent. |
Palavras-chave: | Aerodinâmica Motocicleta de Competição OpenFOAM Validação Experimental. |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Mecânica |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/36144 |
Data do documento: | 16-Set-2025 |
Aparece nas coleções: | TCC - Engenharia Mecânica |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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