Punto Economy Power, considerazioni sul progetto.

Torniamo per un attimo al mio precedente post Prototipo Punto "Economy power"
Questo per rendervi partecipi su alcune elucubrazioni che ho fatto dopo essermi riletto l'elenco delle modifiche apportate alla Fiat Punto originale ed ai dati forniti dal documento Fiat che ho riportato nel precedente post.

L'elenco delle modifiche e' tanto esiguo quanto efficace.
Entrambi i paraurti sono stati modificati: quello anteriore nella dimensione bocca che serve il radiatore, quello posteriore nei lati in prossimita' delle ruote.
E' stato adottato un fondo che carena integralmente la parte bassa del veicolo, quindi suppongo che sia stato adottato un efficiente sistema di evaquazione dell'aria calda proveniente dal radiatore, al posteriore avranno adottato per  certo un diffusore e poiche' l'unico silenziatre presente e' posizionato sul retro dei veicolo, suppongo che pure l'intera linea di scarico sia stata coperta ottenendo un fondo completamente liscio.
Le ruote sono state carenate da dei copricerchi lenticolari, e sono state adottate delle minigonne terminanti in un profilo che precedendo la ruota posteriore ne devia l'aria riducendo al minimo la turbolenza.
Specchietto retrovisore modificato nella forma e fanali posteriori modificati evidentemente per eliminar quella rotondita' che aerodinamicamente parlando e' dannosissima.
Da quel che posso vedere nell'unica foto che sono riuscito a trovare in rete, Fiat ha aggiunti dei covers nei vani passaruota posteriori e pare non sia presente il secondo specchietto esterno; non noto altro.
Fiat dichiara per questo prototipo un SCX=0,49 ossia del 26% inferiore alla Punto dal quale deriva.

Ho provato a fare due conti:


Punto 55
Cx = 0,324
Sez. Forntale = 1,970m2
SCX = 0,6383

il 26% di 0,6383 ammonta a 0.165958
quindi, SCx della Punto E.P. sarebbe di 0,6383-0,165958= 0,472 che discorda di un bel po' rispetto al dichiarato 0,49
infatti un SCx di 0,49 e' inferiore del 23,2% rispetto a quello nominale di 0,6383

Questo pu' significare o che  0,49 e quindi il 26% sono dati inesatti o che il Cx e quindi lo SCx della Punto di serie vale piu' di 0,6383, per l'esattezza 0,66 e fermo restando la sezione frontale di 1,970m2 darebbe un Cx per la vettura di serie di ben 0,335.
Ad ogni modo, la Punto E.P. con un SCx di 0,49 avrebbe un Cx di soli 0,249 (migliore dell'attuale Toyota Prius)

Ammettiamo che sia vero:
la differenza di Cx fra le due versioni ammonta a DCx = 0,086 (tantissimo)
Ho provato a quantificare con stima approssimata l'effetto delle modifiche apportate:

modifica                                                                                DCX              

pannellatura completa fondo vettura                                       -0,03/0,035              
flussi raffreddamento                                                             -0,01/0,015      
cerchioni lenticolari                                                                -0,01                
luci posteriori                                                                         -0,01/0,02          
minigonne e cover vano ruota                                                -0,011/0,05      
assenza di uno dei due specchietti retrovisori                          -,005              

riduzione totale                                                                      -0,086

Quello che ho ottenuto e' una serie di valori alcuni assolutamente ragionevoli, altri ai miei occhi un po troppo ottimistici.
Magari nella lista delle modifiche comunicate alla stampa non e' stato inserito tutto, magari ho sottostimato gli effetti di alcune particolari e sovrastimato altri.
Sarebbe bello avere dei riscontri, nell'attesa, andiamo avanti.

La separazione del flusso

L'altra mattina, mi sono imbattuto per caso in un interessante fenomeno di separazione del flusso aria sul mio veicolo.
Quando un oggetto si muove attraverso un fluido, quest'ultimo scorre quindi sulla superficie dell'oggetto, ma facendolo, assorbe parte dell'energia del primo venendo quindi trascinato.
L'immagine qui a fianco chiarisce il concetto appena esposto.
Nel caso specifico, l'aria o il fluido scorre sulla superficie (l'oggetto e' fermo) a contatto con essa, la sua velocita' decresce sino a bloccarsi, oltre questo punto, il flusso d'aria inverte la direzione creando il ricircolo.
Tutti questi fattori, sono deleteri per una buona aerodinamica ed e' importante riuscire a limitarli.

  L'altra mattina come dicevo, ho preso l'auto quando ancora la carrozzeria era coperta di condensa e dopo pochi chilometri ad una velocita' compresa fra i 50 ed i 70Km/h ho potuto riscontrare e fotografare gli effetti del fenomeno che ho appena descritto.
Nelle foto si notano molto bene le zone asciutte e quelle ancora umide le frecce indicano il passaggio fra le due condizioni.
Le zone umide sono quelle zone dove l'aria non scorreva, o dove e' presente un ristagno che impedisce l'evaporazione dell'umido.

Possiamo identificare vari punti dove si verifica il fenomeno:
nella seconda meta' della guarnizione del cristallo anteriore (non indicata dalle frecce); in corrispondenza degli elementi zigrinati per l'applicazione del portapacchi; a meta' curvatura del tetto del veicolo ed in tutto il tratto compreso fra la parte terminale del lunotto ed il profilo del portellone

Se il ricircolo nella zona del baule era per me cosa nota, mi ho sorpreso un po' trovarla sul tetto del veicolo, quindi potrei valutare la riduzione della guarnizione del parabrezza per non rallentare il flusso e mantenerlo energizzato.
A corredo di quanto detto, vorrei aggiungere, che all'aumentare della velocita' del veicolo, i fenomeni di distacco del flusso avvengono sempre piu' in la: per intenderci, se avessi mantenuto una media di 100Km/h molto probabilmente il tetto si sarebbe asciugato uniformemente senza il verificarsi di fenomni di separazione o ricircolo.

Flow Illustrator Moviemaker

Si tratta una galleria del vento virtuale, sarà solo un giocattolo, ma per uno come me appassionato di aerodinamica, può stimolare nuove idee, va da se che mi viene automatico fare diversi modelli ai quali applicare diverse varianti e testarle di volta in volta.
Sto parlando di "Flow Illustrator Moviemaker" un simulatore 2D di aerodinamica scritto da SI. Chernyshenko e liberamente usabile e raggiungibile a questo indirizzo: http://chernyshenko.sesnet.soton.ac.uk/FlowIllustrator.aspx
Questa applicazione, non genera nessun dato realmente utile, ma restituisce un filmato illustrativo dove si vede il movimento del fluido attorno all'oggetto mettendo in risalto le turbolenze che si generano.
Ecco è un paio di simulazioni fatte sulla Tigra: in versione originale ed in versione Kamback con diffusore al retrotreno.

I flussi colorati rappresentano zone di turbolenza e le particelle bianche indicano la direzione del flusso.
Nel primo video si nota nella zona del portellone un distacco del flusso molto anticipato con le particelle bianche che risalgono verso il tetto del modello.
A contrasto, nel secondo video il profilo Kamback offre minori turbolenze, ed il distacco sul cristallo posteriore avviene con piu' difficoltà.
Ripeto, questo software è illustrativo e non descrive con precisione ciò che avviene in realtà.

Nel link sotto, si può trovare una ricca fonte di test effettuati da altri utenti del Flow Illustrator.
http://www.youtube.com/results?search_query=Flow+Illustrator&aq=f

Aeroproject parte 6 (le turbolenze del bagagliaio: i finestrini parte 2)

Abbiamo tutti presente le turbolenze che si verificano nell'abitacolo quando si viaggia con i finestrini aperti, turbolenze che crescono esponenzialmente con il crescere della velocità.
La loro genesi è semplice: aprendo il finestrino si apre un vano, un volume, una cavità tangente al flusso dell'aria che in condizioni normali scorrerebbe sull'esterno del finestrino.
L'aria all'interno dell'abitacolo in prossimità del finestrino a contatto con il flusso esterno viene da questo trascinata provocandone un moto rotatorio all'interno della cabina.
Parte dell'aria interna viene trascinata all'esterno e parte di quella esterna finisce all'interno dell'abitacolo, ma questo tifone ha ricadute importanti pure all'esterno del veicolo che si riperquotono sulla parte posteriore della vettura.
Tempo addietro in occasione del "tuft test", ho verificato l'influenza dell'apertura dei finestrini sulla scia della Tigra e come si può immaginare, gli effetti sono catastrofici.

Ecco perchè una delle linee guida della "fuel economy" prevede di mantenere quanto più possibile i finestrini chiusi.
Le turbolenze, non smetterò mai di ripeterlo, sono fonti di dissipazione energetica: energia che il veicolo deve cedere per la loro creazione.
Situazione analoga, si verifica nei vani passaruota, ma questo è un altro argomento.