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Estudo aerodinâmico preliminar de um Bobsled de 2 lugares

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Abstract(s)

Esta dissertação teve como principal objetivo desenvolver uma proposta de fuselagem de um trenó Bobsleigh para a equipa portuguesa participar nos jogos olímpicos de inverno de 2026. Este projeto surgiu de um esforço conjunto entre a Universidade da Beira Interior, a Federação Portuguesa de Desportos de Inverno, a Bob-team Portugal e outras empresas, uma vez que a equipa portuguesa tem o intuito de fabricar e utilizar nas provas um trenó próprio adaptado aos pilotos que o irão pilotar nas provas. Esta dissertação em concreto debruça-se no desenvolvimento da forma da fuselagem e da realização das análises aerodinâmicas da mesma. O processo inicia-se numa ferramenta computacional de desenho assistido (CAD) para desenvolver as fuselagens em três dimensões (3D) e posteriormente são transferidas para a segunda ferramenta computacional, uma ferramenta de análise da dinâmica dos fluidos (CFD) para se poder avaliar se as configurações testadas melhoram ou não o desempenho do trenó, usando o modelo RANS. Este desempenho vai ser avaliado através de duas metas principais, diminuir ao máximo a força de arrasto e procurar obter um momento de arfagem próximo de zero. Apartir de um trenó base, foram definidas três variáveis a estudar parametricamente, que são, a posição do ponto da base do trenó mais próximo da pista e os ângulos de incidência do bumper frontal e traseiro. Estas variáveis vão ser testadas como um conjunto e, todas as configurações do trenó resultantes vão ser simuladas na fase reta da prova e para três velocidades distintas (5, 20 ?? 35 ??/??), de modo a tornar as análises o mais próximas da realidade possível. Foi concluído que a configuração com resultados superiores foi a que contém o ponto mais inferior da base mais afastado do nariz, a 50% do comprimento longitudinal total e o que contém os ângulos de incidência do bumber frontal igual a -2.5° e do traseiro igual, ao contrário do frontal, a 2.5°. Esta configuração apresentou uma melhoria na capacidade de diminuir a força de arrasto e o momento de arfagem de cerca de 20% em relação ao trenó base inicial.
The main aim of this dissertation was to develop a proposal for a Bobsleigh sled fuselage for the Portuguese team to take part in the 2026 Winter Olympics. This project arose from a joint effort between the University of Beira Interior, the Portuguese Winter Sports Federation, Bob-team Portugal and other companies, since the Portuguese team intends to manufacture and use in the competitions its own sled adapted to the pilots who will participating it in the competitions. This particular dissertation focuses on developing the shape of the fuselage and carrying out aerodynamic analyses of it. The process starts with a computer-aided design (CAD) tool to develop the fuselages in three dimensions (3D) and then they are transferred to a second computational tool, a fluid dynamics analysis (CFD) tool, in order to assess whether or not the tested configurations improve the sled's performance, using the RANS turbulence model. This performance will be assessed by means of two main goals: minimising the drag force and trying to obtain a pitching moment close to zero. Starting from a base sled, three variables were defined to be optimised, namely the position of the sled base point closest to the track and the incidence angles of the front and rear bumper. These variables will be tested as a set and all the resulting sled configurations will be simulated in the straight phase of the race and for three different speeds (5, 20 and 35 ??/??), in order to make the analyses as close to reality as possible. It was concluded that the configuration with the best results was the one with the lowest point of the base furthest from the nose, at 50% of the total longitudinal length and with the incidence angles of the front bumber equal to -2.5° and the rear bumber, on the contrary ti the fornt one, equal to 2.5°. This configuration showed an improvement in the ability to reduce the drag force and the pitching moment by around 20 per cent compared to the initial base sled.

Description

Keywords

Bobsleigh Estudo Paramétrico Força de Arrasto Fuselagem Momento de Arfagem Rans

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