Publication
Aerodynamic Analysis of a Two-Man Bobsleigh
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica | |
| dc.contributor.advisor | Gamboa, Pedro Vieira | |
| dc.contributor.author | Ribeiro, Simão Rafael Silvério | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-19T15:19:13Z | |
| dc.date.available | 2025-11-19T15:19:13Z | |
| dc.date.issued | 2025-06-11 | |
| dc.date.submitted | 2025-04-10 | |
| dc.description.abstract | Bobsleigh is a highly competitive winter sport in which technological advancements play a crucial role in optimising performance, with aerodynamics being a key factor in race outcomes. This study presents a comprehensive aerodynamic analysis of a two-man bobsleigh using Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations to investigate flow structures and drag sources, with the objective of improving aerodynamic efficiency through geometric modifications. A baseline bobsleigh geometry was developed using photographic references of high-performance designs from recent competitions. CFD analyses were conducted in ANSYS Fluent, employing the Realizable ?? - ?? turbulence model with Non-Equilibrium Wall Functions for near-wall modelling. Key aerodynamic characteristics, such as flow separation regions and pressure distributions were identified and studied. Simulations were performed at two distinct free-stream velocities: 15 ??/??, representative of the late push start phase, and 35 ??/??, corresponding to race-speed conditions. Additional analyses were conducted to evaluate the influence of confining walls in straight track sections on bobsleigh aerodynamic performance. Based on these findings and existing research, an iterative design process was conducted to develop an improved geometry aimed at reducing aerodynamic drag. The enhanced design incorporates modifications to the front bumper, ground clearance, and diffuser geometry, resulting in a 6.37% reduction in aerodynamic drag and a 3.14% increase in maximum speed. | eng |
| dc.description.abstract | Bobsleigh é um desporto de inverno altamente competitivo, no qual os avanços tecnológicos desempenham um papel crucial na otimização do desempenho, sendo a aerodinâmica um fator determinante nos resultados das corridas. Este estudo apresenta uma análise aerodinâmica abrangente de um bobsleigh da categoria 2-man, utilizando simulações de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para investigar as caracterísitcas do escoamento e fontes de arrasto, com o objetivo de melhorar a eficiência aerodinâmica através de modificações à sua geometria. Uma geometria de referência foi desenvolvida com base em referências fotográficas de designs de alto desempenho utilizados em competições recentes. As análises CFD foram realizadas no software ANSYS Fluent, empregando o modelo de turbulência Realizable ?? - ?? com Funções de Parede de Não-Equilíbrio para modelar a camada limite. Foram identificadas e estudadas características aerodinâmicas fundamentais, como regiões de separação e distribuições de pressão. As simulações foram realizadas para duas velocidades distintas do escoamento livre: 15 m/s, representativa da fase final do impulso inicial, e 35 m/s, correspondente à velocidade de corrida. Adicionalmente, foram efetuadas análises para avaliar a influência das paredes limitantes das secções retas da pista no desempenho aerodinâmico do bobsleigh. Com base nestes resultados e em estudos prévios, foi conduzido um processo iterativo de melhoria geométrica para desenvolver um design melhorado com vista à redução do arrasto aerodinâmico. A nova geometria inclui modificações no bumper frontal, na distância da parte inferior da fuselagem ao solo e na geometria do difusor, resultando numa redução de 6,37% do arrasto aerodinâmico e num aumento de 3,14% da velocidade máxima. | por |
| dc.identifier.tid | 204045916 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/19304 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Aerodinâmica | por |
| dc.subject | Bobsleigh | por |
| dc.subject | Cfd | por |
| dc.subject | Coeficiente de Arrasto | por |
| dc.subject | Otimização | por |
| dc.title | Aerodynamic Analysis of a Two-Man Bobsleigh | por |
| dc.type | master thesis | por |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado Integrado em Engenharia Aeronáutica | por |
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