Solarcarchallenge 2016 Konstruktionsthread

[CubaLibreee]

Hat sich erledigt!

[Comavi]

Nach längerer schulisch bedingter Pause hab ich mich in den letzten Wochen wieder reingefuchst und auch mit einem echten Projekt begonnen, das auf den Namen Protos Mk.3 hört. Wie einige Wissen nehmen ein paar Freunde und ich mittlerweile zum dritten Mal an der Solar-Car-Challenge (die wir vom Team Protos heuer übrigens in unserer Klasse gewonnen haben) teil, und dieses Jahr hat gezeigt dass für 2016 auf jeden Fall noch an der Aero gearbeitet werden muss. Speziell an der Front ist noch großer Optimierungsbedarf. Wie auch immer, verwenden tu ich den Inventor zusammen mit Flow Design.

Hier mal ein erstes Foto:

[Comavi]

Hi Leute,

ich bräuchte bitte mal ein bisschen aerodynamische Hilfe Bin momentan dabei die Außenheut fürs 2016er Solarcar zu designen, das wie im Post drüber schon geschrieben aerodynamisch besser werden soll, speziell was den Abtrieb betrifft. Hab das File mal angehängt. Mein Hauptproblem ist, dass Flowdesign beim Spoiler an der Vorderkante des Daches statt Abtrieb plötzlich Auftrieb zeigt. Das macht in meinen Augen wenig Sinn, da der Spoiler ja im Wind steht und die Luft nach oben leitet. Wenn jemand so freundlich wäre da vielleicht mal kurz ein Auge draufzuwerfen wäre ich sehr dankbar bzw. mir eventuell generell ein paar Verbesserungsvorschläge geben könnte. Lese momentan zwar viel zu dem Thema, bin aber was das betrifft trotzdem noch Anfänger.

Ähm, kann man irgendwie dwg bzw. ipt dateien hochladen?

[dilg]

Mein Hauptproblem ist, dass Flowdesign beim Spoiler an der Vorderkante des Daches statt Abtrieb plötzlich Auftrieb zeigt. Das macht in meinen Augen wenig Sinn, da der Spoiler ja im Wind steht und die Luft nach oben leitet. Wenn jemand so freundlich wäre da vielleicht mal kurz ein Auge draufzuwerfen wäre ich sehr dankbar bzw. mir eventuell generell ein paar Verbesserungsvorschläge geben könnte. Lese momentan zwar viel zu dem Thema, bin aber was das betrifft trotzdem noch Anfänger.

Ähm, kann man irgendwie dwg bzw. ipt dateien hochladen?

Um wieviele milli-Newton geht es?

Es is klar das du nach einer Kante, an der du die Luft beschleunigst....besser gesagt kurz danach Auftrieb hast. Was du auf jeden Fall machen kannst, ist die Front vorne spitzer zu machen.

Und wegen dateinen... test.ipt.txt oder test.ipt.jpeg schon probiert?

[acanthurus]

oder zusammenzippen.
Vielleicht kannste das auch in nem plattformübergreifenden 3d-Format zur Verfügung stellen, am Besten als Step, notfalls Iges... nicht alle hier arbeiten mit Autodesk-Produkten

[Comavi]

Passts so?

[acanthurus]

Hi..
ok, das ist doch mal n Format mit dem man was anfangen kann.

So wird das nichts werden, denn eine makroskopische Außenströmung lässt sich nicht einfach durch ein lokal angebrachtes Umlenkblechlein davon abhalten, ihrem Lauf zu folgen.
Du hast dir eine Düse/Diffusor-Kombination mit extrem starkem Diffusor-Öffnungswinkel gebaut. Das schafft die Durchströmung so auf keinen Fall, sie wird im hinteren Diffusorbereich ablösen, und genauso an der Oberseite. Hab das mal skizziert. Dadurch ist die scheinbare Höhe deines Konstruktes noch höher als das Blechlein selbst, und da muss die Strömung drumherum. Makroskopisch gesehen ergibt sich also ein Strömungsbild mit einer Krümmung im Uhrzeigersinn, und das bedeutet auf jeden Fall AUFTRIEB auch wenn der DIffusor vielleicht lokal Abtrieb erzeugt (was er aufgrund der Ablösung nur schwer kann), so ist doch die Gesamtwirkung Auftrieb.
Wenn du irgendwo im Frontbereich Abtrieb erzeugen kannst, dann nur an solchen Stellen, wo du die Strömung gegen den Uhrzeigersinn umlenkst, und das ist ganz vorne. Dort hast du im Moment eine recht harte Kante, und somit ebenfalls eine Ablösung zu erwarten (hab ich jetzt noch nicht reinskizziert).

Das mal als Diskussionsgrundlage für den Anfang.
Gruß
Andi

[Comavi]

Ein großes Dankeschön erstmal , bin ziemlich beeindruckt grade. Werde das ganze morgen mal probieren. Was die Front betrifft, wenn ich dem Splitter vorne eine etwas stärkere Krümmung verpasse, bringt das bereits was? Weil dann lenke ich die Luft ja theoretisch gegen den Uhrzeigersinn. Und was die Oberkante betrifft, bringts also mehr meine Konstruktion da wegzulassen? Habs nur deswegen gemacht weil ich da Auftrieb hatte und den wollte ich loswerden .

[acanthurus]

Fahrzeugaerodynamik ist jetzt leider nicht so meine Stärke, aber ich denke, du wirst die besten Ergebnisse haben wenn du wie angedeutet den Radius vorne erhöhst und oben eine "sanfte" möglichst ablösefreie Umlenkung machst.

Auch dein Lufteinlauf auf der Oberseite ist so vermutlich mehr als suboptimal.

Zusätzlich dürfte über die Unterseite so einiges machbar sein, speziell im hinteren Bereich... aber das Heck ist sowieso noch ne Baustelle, die ich mir nicht näher angeschaut habe... kommt noch, jetzt geh ich erst mal so langsam an der Matratze lauschen.
gruß
andi

[Comavi]

Hab jetzt mal versucht eine Vorschläge so gut wie nur möglich umzusetzen. Gleichzeitig hab ich den Heckdiffusor nochmal komplett neugmacht, weil wenn meine Frontkonstruktion schon einen zu steilen Winkel hatte dann hatte der hintere sicher auch zu viel (jetzt sinds 10.1 Grad) Irgendwo bilde ich mir ein was von max. 15 Grad gelesen zu haben. Soweit ich das beurteilen kann hat er oben schon weniger Auftrieb als vorher laut Flow Design. Die Kühlöffnung ist jetzt auch weggefallen.

EDIT: Hoffe ich hab den Artikel grade richtig verstanden, aber stimmts dass Tunnel auf am Unterboden dem Diffusor helfen, da mehr beschleunigte Luft nach hinten kommt? Hab eine zweite Datei angehängt wo ich mich an einem solche Kanal versucht habe.

[seitwaerts]

Moin!

Ich hab mir im Netz grad einen Lupus nach Bildern von eurem Fahrzeug gesucht, bin aber zu keinem Ergebnis gekommen.
Zeig das 2015er Fahrzeug doch mal

Was mir ansonsten einfällt: schau Dir mal das Design des Oldsmobile Aerotech an (gab es auch mal als Bausatz von Monogram, und speziell der Unterboden ist sehr interessant)
Die haben damals ein aerotechnisches Design vorgelegt, an dem sich sehr viele orientiert haben, und das Masstäbe gesetzt hat.
Besonders die Langversion (LT) zeigt, wie ein Heckspoiler sich aerodynamisch noch günstiger gestalten lässt (die Kurzversion "ST" hat einen klassischen Spoiler)

Tunnel auf der Unterseite sind auf jeden Fall extrem hilfreich, deren Auslegung und Dimensionierung aber genauso tricky, wie alles andere auch.
Ich sehe das so, dass Du die steile Rampe an der Front in dieser Form vermeiden solltest. Der Übergang von der Lippe/ Kante vorne nach oben hin sollte eher in einem relativ grossen Bogen erfolgen, die Anschrägung dann oben nicht mit einer scharfen Abrisskante (oder gar Spoiler) sondern ebenfalls in einem weichen Bogen in eine sanft nach unten geneigte/ geschwungene Fläche übergehen. Das hatte Sauber mit der Reihe C9-C11 schon so vorgemacht, der Aerotech hatte das schon sehr auf die Spitze getrieben.

Das lineare Design des Olds böte jedenfalls prima Fläche für Solarzellen...

[Comavi]

Hier 2 Bilder von unserem protos Mk.II (mittlerweile sind wie leider eins der wenigen Teams die noch selbst entwickeln ). Dieses Jahr hatten wir unseren Fokus mehr auf Antrieb/Elektronik gelegt, da ist das Auto selbst etwas zu kurz gekommen, was 2016 ja anders werden soll. An der Front kann ich den Raduis kaum mehr erhöhen weil wir sonst mit der Länge nichtmehr zurecht kommen. Maximale Länge sind 720mm über alles und unsere Zellen brauchen minimal 625mm und jetzt sinds bereits nurnoch 602mm die komplett waagerecht bleiben. Die 2cm die fehlen gehen noch einigermaßen, da man die Zellen leicht krümmen kann aber mehr ist nicht drinnen. Anbei auch nochmal ein Bild von meiner ersten Idee den Unterboden betreffend. Die Fahrzeuge werd ich mir mal ganz genau anschauen, danke.

[seitwaerts]

Hej Max,

das ist doch schon etwas erhellender!

Ich verstehe die Problematik jetzt etwas besser.
Die 720mm sind durch das Reglement vorgegeben?
Die von Dir jetzt gezeigte Front erinnert etwas an die Lola-Karosserien (1:8 Glattbahn), die (Lola) wirkt aber erst bei recht hohen Geschwindigkeiten (dann aber richtig gut!)

Dein Entwurf sieht doch schon gut aus.

Da ihr anscheinend ja nur auf sehr sauberen glatten Bahnen fahrt, solltet ihr auf jeden Fall so weit runter, wie möglich. Die Chassisplatte kann auf gut 2-3mm an den Boden ran, die Lippe am Spoiler vorne auch (3-5mm habe ich erfolgreich auf Asphaltbahnen gefahren), da zählt jeder Millimeter.
Auch eure Seitenschürzen sollten weiter runter. So dicht, wie möglich.
Apropos Chassisplatte: unten so wenig Ausschnitt wie möglich, die Räder knapp in eigene Radhäuser einfassen. Wahrscheinlich ergibt sich dabei aber ein Gewichtsproblem, ich weiss nicht, wieviel Spielraum da noch ist. Und leicht muss das ja sein.
Kühlluft für den Motor liesse sich vorne mittels einer NACA-Düse gewinnen, die dann in einem Tunnel auf den Motor und den Regler führt.
Könntet ihr vorne kleinere Räder nehmen? dann liesse sich das Panel vorne etwas absenken. Da braucht es auf der Länge gar nicht viel. Und damit bekämst Du einen sanfteren Übergang zum Panel hin.


Achso: herzlichen Glückwunsch zum Gewinn!

[acanthurus]

Hoi..

Der erhöhte Radius ist schon mal gut. Die seitlichen Begrenzungsflächen vorne würde ich noch deutlich höher auslegen (wenn du es dir von der Richtungsstabilisierung leisten kannst, denn das wäre etwas destabilisierend), da hast du sonst ne ziemliche Umströmung, welche Andruck kostet.
Der Unterboden hat möglicherweise einen zu langen Einlauf mit Strömungsquerschnittsabnahme und dafür eine deutlich zu plötzliche Querschnittszunahme.
Die beschleunigte Strömung (vorne) ist VIEL stabiler als die verzögerte (hinten) und braucht deshalb keine so vorsichtigen Querschnittsveränderungen. Hinten dagegen willst du Ablösung im Diffusor verhindern um den Druckanstieg überwinden zu können. Die Kunst besteht darin, den Druckanstieg (querschnittserweiterung) so weit wie möglich HINTEN tu haben (um die Sogwirkung über eine ghroße Fläche wirken zu lassen und damit den Andruck zu maximieren), aber eben weit vorne genug dass die Strömung nicht ablöst, denn sonst kollabiert der Unterdruck. Dabei ganz wichtig ist (wie Volker schreibt) dass du an den Seiten dicht machst so gut es geht. Auch eine Labyrinthdichtung könnte da helfen (2 oder 3 parallele seitliche Abgrenzungen statt nur einer)
Mir ist klar dass du so Kleinigkeiten wie ein FAHRZEUGChassis unterbringen musst und nicht die freie Wahl hast, wied er Unterboden aussieht - aber das ist das übliche Dilemma.
Für mich ist es nicht so ganz einfach zu bewerten, was die Aerodynamik hier wirklich reißen kann (wie schnell sind die Dinger wirklich, wie kritisch ist es, die Leistung wirklich in den Boden zu bringen, we eng sind die Strecken, wie dynamisch wird gefahren..) sowas lässt sich auch nicht ohne etwas Vor-Ort-Erfahrung abschätzen.

gruß
andi

[Comavi]

Abtrieb ist mittlerweile keine Zierde mehr, sondern spätestens seit dem veränderten Leistungsreglement (Zwischenspeicher dürfen jetzt 5Wh haben statt 250Ws) bitter nötig. Auch durch den extremen Leichtbau, die Topautos hatten heuer ein knappes Kilo, wir z.B. 1.1. Da geht aber sogar noch was. Heuer haben wir bei vielen Autos starke Abhebetendenzen gesehen und einmal sogar einen unfreiwilligen Flug erlebt. Auch unser 2015er Auto war vor dem befestigen eines kleinen Splitters beinahe unfahrbar und hat 2 Backflips bei ca. 30km/h hingelegt. Was die Geschwindigkeit angeht, erreicht haben wir heuer ca. 45km/h. Die Streckendynamik ist, sagen wir mal sehr hoch, da sich einfach erfahrene Modellbauer/Schüler mit unbedarften Neulingen mischen, die das 2. Mal einen Sender in der Hand haben und dementsprechend herumeiern (kann mich erinnern einem Gegnerteam aus Mitleid sogar geholfen zu haben)

Eure Vorschläge werde ich sobald ich wieder daheim bin probieren, danke


Gesendet von iPhone mit Tapatalk