کتاب آیرودینامیک خودرو نوشته جوزف کتز یکی از منابع کلاسیک و جامع در زمینه تحلیل نیروهای آیرودینامیکی وارد بر خودروهاست که قبل از رواج گسترده‌ی نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مانند ANSYS مورد استفاده قرار می‌گرفت. این کتاب پایه‌های علمی تحلیل جریان هوا اطراف وسایل نقلیه را توضیح می‌دهد و با استفاده از روش‌های تجربی و تحلیلی، بدون نیاز به ابزارهای عددی پیچیده، درک عمیقی از رفتار جریان ارائه می‌دهد.
نکات برجسته‌ی کتاب:
بررسی جریان هوا در اطراف بدنه‌ی خودرو، آینه‌ها، گلگیرها و زیر خودرو
تأثیر شکل بدنه بر پسا (Drag) و لیفت (Lift)
تحلیل تونل باد و تست‌های تجربی
بررسی اثرات آیرودینامیکی در سرعت‌های بالا و شرایط مختلف
این کتاب به عنوان مرجع دانشگاهی و صنعتی در دوران پیش از گسترش شبیه‌سازی‌های CFD نظیر ANSYS Fluent استفاده می‌شده و همچنان به عنوان یک منبع پایه و قابل اعتماد درک فیزیکی جریان‌ها مورد ارجاع است.

دوره فلوئنت مقدماتی انسیس تک
جلسه چهاردهم
آموزش تولید شبکه حول سیلندر دوبعدی در ICEM CFD
کامل ویدیو در آپارات بارگذاری شده است.
https://www.aparat.com/v/pcf319p

معایب روش‌های کلاسیک در مقایسه CFD(Ansys)
روش‌های تحلیلی و آزمایش‌های تونل باد اغلب بر اساس ساده‌سازی‌های ریاضی و مدل‌های تجربی هستند و نمی‌توانند جریان‌های سه‌بعدی پیچیده را با دقت بالا تحلیل کنند.
در مقابل، CFD می‌تواند توزیع سرعت، فشار و گردابه‌ها را در تمام نقاط بدنه با جزئیات دقیق شبیه‌سازی کند.
ساخت مدل‌های فیزیکی و تست در تونل باد پرهزینه و زمان‌بر است.
شبیه‌سازی دیجیتال در ANSYS امکان تست سریع چندین طرح را با هزینه کمتر فراهم می‌کند.
در روش‌های قدیمی، بررسی تأثیر تغییرات کوچک در هندسه (مثلاً زاویه آینه یا شیب سپر) نیاز به ساخت مدل جدید دارد.
در CFD می‌توان با تغییر پارامترها در نرم‌افزار، به‌سرعت اثرات آیرودینامیکی را بررسی کرد.
روش‌های تجربی معمولاً داده‌های نقطه‌ای (مثل فشار در چند نقطه خاص) ارائه می‌دهند.
CFD می‌تواند تصاویر رنگ‌آمیزی‌شده از جریان، خطوط جریان (Streamlines) و نواحی جدایش را به‌صورت دینامیک نشان دهد.
در تست‌های تونل باد، عواملی مانند تلاطم جریان، خطای اندازه‌گیری و شرایط محیطی بر نتایج تأثیر می‌گذارند.
شبیه‌سازی‌های CFD تحت شرایط کنترل‌شده عددی انجام می‌شوند و تکرارپذیری بالایی دارند.

در ادامه به این میپردازیم که انسیس چه کاربردی در خودرو دارد و چقدر در مسابقات تاثیرگذار بوده است.

یکی از مهندسان واقعی و برجسته در زمینه شبیه‌سازی CFD در صنعت خودروسازی، Ryder Liu است، که به‌عنوان Lead CFD Engineer در بخش آیرودینامیک Honda Racing Corporation (HRC US) فعالیت دارد.

👤 درباره Ryder Liu

• عنوان شغلی: مهندس ارشد CFD، مسئول تحلیل آیرودینامیک

• شرکت: Honda Racing Corporation، تیم محبوب مسابقات IndyCar

• او با استفاده از نرم‌افزار ANSYS Fluent در محیط ANSYS Cloud، شرایط مسابقه (مانند سرعت بالا، دمای متغیر باد و فشار هوا) را شبیه‌سازی می‌کند تا به تیم کمک کند تا تنظیمات بهینه را برای زیر و جریان هوا پیدا کند

🚗 نقش او در مسابقات

• تیم HRC از شبیه‌سازی‌های CFD در کنار تست تونل باد استفاده می‌کند تا طراحی خودرو را سریع‌تر و نسبت به گذشته دقیق‌تر بهینه کند.

• به گفته او و همکارش Jonathan Seaman، استفاده از شبیه‌سازی امکان آزمون و مقایسه پارامترهای مختلف (مانند دمای پیشرانه، شرایط باد، و هندسه آیرودینامیکی) را فراهم می‌کند بدون نیاز به تست‌های فیزیکی متعدد که گران و زمان‌بر هستند.

در کل، Ryder Liu یکی از مصداق‌های کاملاً واقعی و حرفه‌ای است که نشان می‌دهد چگونه شبیه‌سازی CFD با استفاده از نرم‌افزارهای ANSYS می‌تواند در مسابقات خودرو جهت بهینه‌سازی آیرودینامیک و خنک‌کاری موثر باشد.

بررسی و تحلیل انسیس در ماشین های مسابقه ای
با ما همراه باشید
@AnsysTech

سیستم ترمز خودرو مسابقه‌ای
اجزای اصلی:
دیسک ترمز (Brake Disc/Rotors): معمولاً از جنس کربن-کربن در خودروهای فرمول یک یا سرامیک کربنی استفاده می‌شود.
کالیپر ترمز (Brake Caliper): معمولاً مونو بلوک آلومینیومی با طراحی بسیار سبک و مقاوم.
لنت ترمز (Brake Pads): با فرمولاسیون خاص برای تحمل دمای بسیار بالا.
سیستم هیدرولیک: انتقال نیرو از پدال ترمز به کالیپرها.
خنک‌کاری ترمز (Brake Cooling): کانال‌ها و داکت‌های هوا برای خنک کردن دیسک‌ها و کالیپرها.
ویژگی‌های خاص:
توان تحمل دما تا حدود 1000 درجه سانتی‌گراد
پاسخ‌دهی سریع (high response)
حداقل وزن و حداکثر استحکام
اهداف استفاده از CFD
تحلیل جریان هوا در اطراف داکت‌های ترمز: بررسی نحوه ورود و هدایت هوا به سمت دیسک و کالیپر.
بررسی میزان خنک‌کاری: ارزیابی توزیع دما در دیسک، لنت و کالیپر برای جلوگیری از اورحرارت.
کاهش درگ آیرودینامیکی: طراحی ورودی‌های هوا به گونه‌ای که تأثیر منفی بر آیرودینامیک کلی نداشته باشند.
بهینه‌سازی طراحی داکت‌ها: بررسی اشکال مختلف هندسی و انتخاب بهترین فرم از نظر راندمان حرارتی و جریان هوا.


با ما همراه باشید:
@AnsysTech

نقش ترمز در فیلم فورد و فراری
کلید موفقیت در پیست لمان
پیست Le Mans دارای مسافت‌های طولانی با سرعت بالا مثل خط مستقیم Mulsanne و نقاط ترمزگیری شدید است.
به همین دلیل، ترمز یکی از مهم‌ترین عوامل در کاهش زمان دور و پایداری خودرو محسوب می‌شود.
در فیلم نشان داده می‌شود که مهندس‌ها، به رهبری کارول شلبی و راننده کن مایلز، چطور روی عملکرد ترمز تمرکز می‌کنند.
ترمزهای قابل تعویض در طول مسابقه
یکی از نوآوری‌هایی که در فیلم به آن اشاره می‌شود، استفاده از سیستم ترمز قابل تعویض در حین مسابقه است.
تیم شلبی تصمیم می‌گیرد کالیپرها و دیسک‌های ترمز را هنگام پیت‌استاپ تعویض کند تا عملکرد ترمز در طول ۲۴ ساعت حفظ شود.
این کار در ابتدا توسط فدراسیون بین‌المللی اتومبیل‌رانی (FIA) زیر سوال می‌رود، اما چون قطعات کاملاً مطابق قوانین بودند، پذیرفته می‌شود.
اهمیت فنی: این کار در آن زمان پیشرو و نوآورانه محسوب می‌شد، زیرا معمولاً ترمزها تا پایان مسابقه دوام می‌آوردند و قابل تعویض نبودند.

در یک شبیه‌سازی عددی که توسط تیم ANSYS Tech با استفاده از نرم‌افزار ANSYS Fluent انجام شده است، جریان اطراف یک بدنه آیرودینامیکی به نام Ahmed Body تحلیل شده است. این بدنه یک مدل استاندارد در دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای بررسی رفتار جریان در اطراف خودروهاست. تحلیل مذکور با هدف بررسی ساختار جریان، به‌ویژه نواحی تشکیل گردابه‌ها و رفتار جریان آشفته در اطراف بدنه انجام گرفته است. نتایج شبیه‌سازی، شامل کانتورهای سرعت و فشار و همچنین بردارهای جریان، نشان‌دهنده نواحی جداشدگی و گردابه‌های تشکیل‌شده در جلوی بدنه و در ناحیه پشت آن است.
در این شبیه‌سازی، یک گردابه واضح در جلوی بدنه احمد مشاهده شده که با فلش‌ مشخص شده است. این گردابه ناشی از برخورد جریان با لبه جلویی بدنه و انحراف آن به اطراف است که منجر به ناحیه‌ای از جریان چرخشی با انرژی پایین می‌شود. وجود این گردابه‌ها نقش مهمی در مقاومت آیرودینامیکی دارند و تحلیل آن‌ها برای بهینه‌سازی طراحی خودروها بسیار حیاتی است. همچنین جریان آشفته در قسمت عقب بدنه باعث افزایش نیروی پسا شده و تأکید این مطالعه بر روی شناخت بهتر این رفتارهای جریان بوده است.