Numerical investigation of front wing arrangements under ground effect

Abstract

Aerodinamiğin rolü, motor sporlarında her zaman önemli bir faktör olmuştur. Bir araçta serbest akış ile ilk karşılaşan kısım olmasından dolayı ön kanat, kanadın iz bölgesinde kalan kısımlardaki havayı kontrol eder ve aynı zamanda yere basma kuvveti oluşturur. Bir aracın toplam yere basma kuvvetinin yaklaşık olarak yüzde otuzunu ön kanat sağlar. Bu çalışma ile kanadın farklı koşullar altındaki davranışının incelenmesi amaçlanmıştır. İncelenen parametreler, yerden yükseklik oranı, hücum açısı ve Reynolds sayısıdır. Bunlara ek olarak girdap üretecilerinin, yüksek atak açısına sahip kanatlarda oluşan akış ayrılmaları üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Bu çalışma ile yüksek hücum açısı ve girdap üreteçleri kullanılarak, daha büyük yerden yükseklik oranlarında daha büyük yere basma kuvveti oluşturulabileceği görülmüştür. Bu durum, kanat tasarımları için değerli bir seçenek sağlayacaktır.The role of aerodynamics has always been an important factor in motorsports. Since the front wing of a car faces the freestream first, the front wing plays the key role in controlling the flow on the downstream components and generating downforce. The front wing generates about thirty percent of the car's total downforce. The scope of this study is to investigate the performance of a front wing using different arrangements. The effects of ground clearance, angle of attack and Reynolds number on the front wing is studied using numerical methods. In addition to that, the effectiveness of the vortex generators on the prevention of flow separation occurring with the increased angle of attack is observed. Providing insight about the aerodynamics of a front wing under ground effect is the aim of this study. Generating higher downforce at higher ground clearances with increased angle of attack and vortex generators can be valuable for the wing design against the limiting regulations.