Influencia de los Parámetros Geométricos de un Tenedor de Bicicleta en su Desempeño Aerodinámico
En este trabajo, se presentan los resultados de un estudio numérico para determinar la influencia de algunos parámetros geométricos sobre los coeficientes de arrastre y sustentación en dos geometrías comerciales de tenedores de bicicletas de ruta. El modelo computacional fue validado mediante un pro...
- Autores:
-
Roa Vargas, Hector Eduardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Santo Tomás
- Repositorio:
- Repositorio Institucional USTA
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repository.usta.edu.co:11634/17598
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/11634/17598
- Palabra clave:
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lift
computational fluid dynamics
bicycle
Mecánica de Fluidos
Aerodinámica
Dinámica de fluidos computacional
Arrastre
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Arrastre Sustentación Dinámica de fluidos computacional Bicicleta |
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En este trabajo, se presentan los resultados de un estudio numérico para determinar la influencia de algunos parámetros geométricos sobre los coeficientes de arrastre y sustentación en dos geometrías comerciales de tenedores de bicicletas de ruta. El modelo computacional fue validado mediante un proceso de comparación de los coeficientes de arrastre y sustentación obtenidos contra datos existentes en la literatura para un caso canónico i.e., flujo alrededor de un cilindro. El modelo computacional base propuesto logró predecir valores de coeficientes de arrastre y sustentación con un porcentaje de error por debajo del 5.07%. Los resultados obtenidos en el proceso de validación confirman que el modelo computacional base es capaz de predecir el patrón de vórtices de von Kármán esperado. Este modelo computacional fue utilizado para predecir el comportamiento del flujo a través de las geometrías de tenedor seleccionadas. Para ambas geometrías se presentan valores de coeficientes de arrastre, sustentación y modos de oscilación de este último. A partir de los resultados obtenidos se propone una nueva geometría para el tenedor de la bicicleta. |
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El modelo computacional base propuesto logró predecir valores de coeficientes de arrastre y sustentación con un porcentaje de error por debajo del 5.07%. Los resultados obtenidos en el proceso de validación confirman que el modelo computacional base es capaz de predecir el patrón de vórtices de von Kármán esperado. Este modelo computacional fue utilizado para predecir el comportamiento del flujo a través de las geometrías de tenedor seleccionadas. Para ambas geometrías se presentan valores de coeficientes de arrastre, sustentación y modos de oscilación de este último. A partir de los resultados obtenidos se propone una nueva geometría para el tenedor de la bicicleta.In this paper we present the results of a numerical study to determine the influence of some geometrical parameters on the drag and lift coefficients for two commercial geometries of road bicycle forks. The computational model was validated by a comparison of the drag and lift coefficients obtained with it against available data in the literature for a canonical case i.e., flow around a cylinder. The proposed base computational model was able to predict values of drag and lift coefficients with errors values under 5.07%. The results obtained from the validation process confirm that the base computational model proposed predicts the expected von Kármán vortex pattern. This model was used to predict the flow behavior through the selected fork geometries. For both geometries, values of drag and sustentation coefficients, as well as modes of oscillation are presented. From the results obtained, a new geometry for the bicycle’s fork is proposed.Ingeniero Mecánicohttp://unidadinvestigacion.usta.edu.coPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaCC0 1.0 Universalhttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Influencia de los Parámetros Geométricos de un Tenedor de Bicicleta en su Desempeño Aerodinámicodragliftcomputational fluid dynamicsbicycleMecánica de FluidosAerodinámicaDinámica de fluidos computacionalArrastreSustentaciónDinámica de fluidos computacionalBicicletaTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáM. Belloli, S. Giappino, F. Robustelli, and C. Somaschini, “Drafting Effect in Cycling: Investigation by Wind Tunnel Tests,” Procedia Eng., vol. 147, pp. 38–43, 2016.A. L. Wenden, Mathematical Modeling for complex fluids and flows, vol. 3, no. September. Springer Heidelberg Dordrecht London New York, 1981.D. M. Fintelman, H. Hemida, M. Sterling, and F. X. Li, “CFD simulations of the flow around a cyclist subjected to crosswinds,” J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., vol. 144, pp. 31–41, 2015.J. Katz, Introduction to Computational Fluid Dynamics, vol. M. 2012.M. Godo, D. Corson, and S. Legensky, “An Aerodynamic Study of Bicycle Wheel Performance Using CFD,” vol. 12065, pp. 1–21, 2013.N. Kanaris, X. Albets, D. Grigoriadis, and S. Kassinos, “Three-dimensional numerical simulations of magnetohydrodynamic flow around a confined circular cylinder under low, moderate, and strong magnetic fields,” Phys. Fluids, vol. 25, no. 7, 2013.R. Dqg, “Modelamiento computacional de la calle de vortices de karman por dinamica de vorticidad,” Mecánica Comput., vol. 19, no. October, p. 279, 2002.P. Goyal, A. Dutta, G. R. Reddy, R. K. Singh, and V. Bhabha, “Numerical Investigation of Strouhal Frequencies of Two Staggered Bluff Bodies,” no. ii, pp. 1–6, 2013.J. A. R. Pastran, “Investigacion numerica de un flujo incompresible turbulento cargado con partıculas solidas suspendidas a traves de un canal con perturbaciones de pared controladas.,” Univ. Nac. Colomb., p. 225, 2018.D. C. Wilcox, “Turbulence Modeling for CFD,” Clim. Chang. 2013 - Phys. Sci. Basis, vol. 289, no. 9, pp. 1–30, 1995.W. K. George, “Lectures in Turbulence for the 21st Century,” Dep. Appl. Mech. Chalmers Univ. Technol. Gothenburg, Sweden, no. January, p. 303, 2010.M. Hill et al., FUNDAMENTAL OF AERODYNAMICS, 2nd ed., vol. 2, no. SECOND. M.Hill, 2002.J. H. F. M. Peric, Computational Methods For Fluid Dynamics, 3rd ed., vol. 6, no. 2. 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