Σχεδιασμός και διερεύνηση αλλαγής της μορφής επιφάνειας σε αγωνιστικό όχημα Formula 1 με χρήση υλικών μνήμης σχήματος

Μπαρσάκης, Δημήτριος; Barsakis, Dimitrios

dc.contributor.author	Μπαρσάκης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Barsakis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2024-05-29T09:22:55Z
dc.date.available	2024-05-29T09:22:55Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59562
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27258
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	desing, aerodynamic, magnetic memory shape materials, formula 1, material selection,	el
dc.subject	Αεροδυναμική	el
dc.subject	Αγωνιστικό όχημα	el
dc.subject	Υλικά μνήμης	el
dc.subject	Desing
dc.subject	Aerodynamic
dc.subject	Magnetic memory shape materials
dc.subject	Material selection
dc.subject	Formula 1
dc.title	Σχεδιασμός και διερεύνηση αλλαγής της μορφής επιφάνειας σε αγωνιστικό όχημα Formula 1 με χρήση υλικών μνήμης σχήματος	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Automotive	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-03
heal.abstract	Η έρευνα που πραγματοποιήθηκε για την παρούσα διπλωματική εργασία, αφορά στο κατά πόσο είναι εφικτό να παραχθεί κάθετη δύναμη (Down Force) από το πίσω μέρος της επιφάνειας ενός αγωνιστικού οχήματος Formula 1 κατά την διάρκεια αγώνων υψηλής ταχύτητας και παράλληλα να μειωθεί η οπισθέλκουσα δύναμη (Drag Force). Σκοπός είναι η αλγοριθμική - παραμετρική σχεδίαση αλλά και η μελέτη κατασκευής της επιφάνειας ενός αγωνιστικού μονοθέσιου formula 1 τμήμα της οποίας θα είναι μεταβαλλόμενο και θα προσαρμόζεται ανάλογα με την ροή του αέρα έτσι ώστε να δημιουργεί το επιθυμητό επίπεδο κάθετη δύναμη. Προκειμένου να επιτευχθεί ο συγκεκριμένος στόχος, διενεργήθηκε καταρχάς αναλυτική μελέτη της αεροδυναμικής συμπεριφοράς της επιφανείας. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε εξέταση συγκεκριμένων ήδη υπαρχουσών σχεδιαστικών λύσεων σύμφωνα με τις οποίες παρατηρείται αύξηση της αεροδυναμικής επίδοσης. Βάσει του προαναφερόμενου, προέκυψε η ιδέα για την δημιουργία ενός καινοτόμου τρόπου για καλύτερη κατανομή δυνάμεων του αέρα επάνω στην επιφάνεια. Αρχικά, για την επίτευξη του συγκεκριμένου στόχου, κρίθηκε αναγκαίο να χωριστεί η επιφάνεια σε δύο τμήματα εκ των οποίων το ένα μεταβλητού σχήματος ενώ το άλλο σταθερό. Η τρισδιάστατη μοντελλοποίηση έγινε με αλγοριθμικό σχεδιαστικό λογισμικό Rhinoceros – GrasshopperΤΜ. Στη συνέχεια, αναπτύχθηκαν μαθηματικά - αλγοριθμικά μοντέλα αεροδυναμικής ανάλυσης στο περιβάλλον υπολογιστικής ρευστομηχανικής Butterfly / Paraview με σκοπό να εξεταστεί η αεροδυναμική συμπεριφορά του μεταβλητού τμήματος ανάλογα με την ταχύτητα, την διεύθυνση και το είδος του αέρα βάσει σεναρίου αεροδυναμικής σήραγγας (CFD). Η διαδικασία επιλογής υλικών βασίστηκε σε χάρτες Ashby. Ειδικότερα, για το σταθερό τμήμα επιλέχθηκε ανθρακόνημα ενώ για το μεταβαλλόμενο επιλέχθηκαν έξυπνα υλικά κράματος μνήμης (smart memory materials). Η μεταβολή σχήματος, επιτυγχάνεται με εκμετάλλευση της θερμότητας και της μαγνητικής ενέργειας . Για τον καλύτερη έλεγχο και απόδοση της μεταβολής του σχήματος κρίθηκε αναγκαίο να χρησιμοποιηθούν δύο ειδών υλικά μνήμης: μαγνητικό κράμα μνήμης Ni-Mn-Ga και πολυεστερικό κράμα μνήμης Polyaryletherketone. Το μαγνητικό κράμα χρησιμοποιείται στον κύριο επενεργητή για την μεταβολή στο σχήμα, ενώ το πολυμερές υλικό στη μεταβαλλόμενη επιφάνεια. Η παραμόρφωση της μεταβλητής πολυμερικής επιφάνειας από τον μαγνητικό επενεργητή μελετήθηκε με μηχανική-μαγνητική ανάλυση με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Το βασικό συμπέρασμα που προέκυψε είναι ότι είναι εφικτή η επίτευξη μεταβολής σχήματος με μαγνητικό επενεργητή και συνεπώς και η επίτευξη της επιθυμητής κάθετης δύναμης.	el
heal.advisorName	Βοσνιάκος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Πανώριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ψυκτικής Τεχνολογίας Οχημάτων Ψυγείων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	94 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false