Наша команда Chinook ETS, состоящая из студентов инженерных направлений Монреальского университета, занимается разработкой и постройкой автомобиля с ветродвигателем с максимально возможным КПД для участия в соревнованиях Racing Aeolus event, которые проходят в Ден-Хелдере, Нидерланды. Наша цель заключается не только в успешном прохождении гоночной трассы, но и в разработке высокоэффективных ветряных турбин с использованием численного моделирования, новых технологий изготовления деталей из композитных материалов, сложной электроники и реализации нестандартных подходов к проектированию. Ключевую роль в нашей проектно-конструкторской работе играют продукты для физического моделирования компании ANSYS.
Соревнования Racing Aeolus состоят из трех этапов: основной заезд, во время которого машины с ветродвигателем должны как можно быстрее преодолеть 500-метровую трассу со встречным ветром, парные заезды и, наконец, кубок Джерарда Броерса (Gerard Broers), присуждаемый за новаторские решения. Во время основного заезда эффективность машины рассчитывается как отношение её скорости к среднему значению скорости ветра по трассе. В парных заездах машины соревнуются друг с другом, проверяя скорость разгона на дистанции в 100 метров. И, наконец, после завершения заездов каждая команда принимает участие в голосовании, результаты которого определяют, кто достоин кубка Джерарда Броерса за инновационные решения. Команда, набравшая максимальный балл в общем зачёте, получает кубок Racing Aeolus.
В сезоне 2016-2017 годов мы разработали принципиально новую ходовую часть для нашего последнего болида – уже седьмого по счёту. Предшествующая платформа показала восхитительные результаты, но в процессе пяти крупных доработок уже достигла потолка по эффективности, аэродинамике и компоновке. Мы разработали новую облегченную и усиленную конструкцию исходя из необходимости разместить переднее колесо в корпусе машины, уменьшив тем самым аэродинамическое сопротивление, а также заложить в компоновке пространство для будущих доработок.
В этом проекте мы широко использовали продукты ANSYS. В частности, для оптимизации наружной формы углепластикового неподкреплённого корпуса использовался модуль для расчёта задач гидрогазодинамики ANSYS FLUENT. Когда работа над теоретическим контуром корпуса была завершена, пришло время модуля ANSYS Composite PrepPost (ACP), в котором был рассчитан процесс укладки волокна и работа конструкции под нагрузкой, что в итоге позволило нам уменьшить вес корпуса с 22 кг (у предыдущей версии) до 16 кг. Для моделирования разнообразных деталей ходовой части и их оптимизации с целью снижения веса использовался модуль ANSYS Mechanical. В целом, благодаря работе в ANSYS удалось сделать новую машину на 20 кг легче предыдущей версии.
Более 10 000 часов работы команды были вознаграждены в первый же день соревнований Racing Aeolus 2017. Машина прекрасно себя показала, и мы смогли побить поставленный в прошлом году датской командой рекорд эффективности. Наш результат на 500-метровой трассе составил 102,45% от среднего значения скорости встречного ветра. К сожалению, это был единственный день, когда ветер был достаточно сильным для проведения соревнований, поэтому парные заезды были отменены. Благодаря разработке новой ходовой части и вложенным в улучшение каждой детали усилиям нас номинировали на премию Джерарда Броерса за инновационные решения.
В следующем году мы планируем продолжить оптимизацию новой ходовой части и, в особенности, ветряной турбины. Мы проведём расчёты всех основных элементов конструкции для минимизации веса. Что касается углепластикового корпуса, мы планируем пересмотреть укладку слоёв для снижения образования складок при укладке и уменьшения отхода материала.
Чтоб узнать больше о команде Chinook ETS, посетите наш сайт, а также нашу страницу на Facebook или YouTube-канал.
Источник: ansys.soften.com.ua
