Descripció del projecte
El treball oferirà aportacions útils per al disseny de components aerodinàmics optimitzats en àmbits com l’automoció, l’aeronàutica o els esports de competició.
Es realitzarà una revisió bibliogràfica per analitzar l’estat actual de la recerca sobre microtextura, tècniques de fabricació i estudis previs tant numèrics com experimentals.
A continuació, es dissenyaran les geometries i patrons de microtextura a estudiar, i es decidiran els paràmetres a mesurar. Paral·lelament, es farà una anàlisi dels processos de fabricació viables per obtenir superfícies microtexturades a escala de laboratori. Es consideraran tècniques com la impressió 3D d’alta resolució, l’ablació làser, femto-làser o el fresat CNC.
Els prototips físics amb i sense microtextura es fabricaran i assajaran en un túnel de vent. A més de mesurar la variació de la capa límit del fluid i de les forces aerodinàmiques, s’utilitzarà la tècnica micro PIV (Particle Image Velocimetry), que permet visualitzar el flux mitjançant partícules i làser, per estudiar el comportament detallat de la capa límit en cada cas.
En paral·lel, es generan algoritmes de càlcul numèric propis amb Python, Mathematica o similars alhora que es realitzaran simulacions CFD per a comparar els resultats numèrics amb els experimentals i obtenir així una comprensió més profunda del fenomen, i poder elaborar diversos models matemàtics de comportament.
Es treballarà amb eines com ANSYS Fluent i/o OpenFOAM , generant una malla precisa i aplicant models de turbulència adequats (com el k-ω SST o LES en casos específics). Es validaran els models matemàtics obtinguts a partir de les dades empíriques del túnel de vent i de les visualitzacions PIV.
Finalment, s’integraran tots els resultats per comparar prestacions amb i sense microtextura, i s’obtindran conclusions sobre l’eficàcia d’aquestes geometries a l’hora de modificar la capa límit turbulenta del fluid i en conseqüència sobre la hipotètica reducció de la resistència aerodinàmica (drag) i del seu efecte sobre el pilot.
