Aerodynamica Formule 1 auto
-
Beste meneer/mevrouw,
Wij zijn Emiel en Wouter, twee leerlingen uit 6 VWO van het Ubbo Emmius in Stadskanaal. Wij hebben Technasium en dat houdt in dat we het vak Onderzoek & Ontwerpen volgen. Hierbij zetten we zelf een project op, en in dit jaar moeten wij ook een PWS doen, dit zit hier dan bij in.
Wij zijn van plan om onderzoek te doen naar de aerodynamica op een Formule 1 auto. Omdat O&O ook een ontwerpvak is leek het ons een leuk idee om de ideale F1-neus te maken. Sinds 2012 is er namelijk een regel dat de voorkant niet hoger mag zijn dan 55 cm. Ieder team lost dit anders op, McLaren gebruikt een aflopende neus, terwijl bijvoorbeeld Ferrari en Mercedes een trapsneus gebruiken.
Onze onderzoeksvraag is dan ook: Welke neus genereert de meeste downforce en heeft de minste luchtweerstand? Daarna willen wij proberen de ideale neus te maken binnen de regels van de Formule 1.
Nou is onze vraag: Hoe kunnen we dit het beste uittesten? We begrijpen dat je dat het beste een windtunnel of een simulatieprogramma kan gebruiken. Wat raadt u ons aan?
Met vriendelijke groet,
Emiel en Wouter
-
Hoi Emiel en Wouter,
Gaaf onderwerp! Wat simulatie betreft: je zou naar open source CFD (computational fluid dynamics) programma's kunnen zoeken op internet. Let wel op: het is vaak niet mogelijk om je eigen vorm te testen. Ook wil ik je er voor waarschuwen wat de moeilijkheid van dat soort programma's betreft. Ik zou dus een beetje gaan googlen of je een niet te moeilijk programma kunt vinden, maar steek niet al je aandacht hier in.
Makkelijker is inderdaad een windtunnel test. Ik ben trouwens met andere scholieren bezig om met hun samen een proef te bedenken, zie hier.
We hebben trouwens 24 oktober (en in December nog een keer) een windtunnel workshop. Daar kijken we naar vleugels. Misschien is het leuk om daar bij te zijn? Jullie kunnen trouwens ook zelf een model bouwen en op de workshop dag testen. Op dit moment is de opstelling zo gemodificeerd dat ook de weerstand gemeten kan worden, dus op zich hebben jullie daar geluk mee. Belangrijk is dat je er voor zorgt dat het model op de opstelling past. Als jullie hier interesse in zouden hebben kan ik wel een tekening maken hoe de opstelling er uit ziet en dan kunnen we kijken hoe we het model er op zouden kunnen zetten.
Kunnen jullie hier wat mee?
Groet, Hubert
-
Hey Emiel en Wouter,
Ik ben even op de website geweest van COMSOL en ik moet zeggen dat het er wel heel gaaf uitziet. Helaas kan ik je niet vertellen of je het programma binnen de PWS tijd aan de praat kunt krijgen en goede resultaten kunt behalen, hiervoor zou ik het beste je klasgenootjes nog een keer benaderen. Maar het ziet er in elk geval veel belovend en uitdagend uit. Goed werk jongens!
Leuk dat jullie in december mee doen! De inschrijving is nog niet geopend, maar houd hiervoor svp de site in de gaten.
Hebben jullie al een onderzoeksplan opgesteld? Zo niet kan het stappenplan jullie daar misschien bij helpen.
groet,
Hubert
-
Hallo Hubert,
Bedankt voor de snelle reactie!
Een groep uit onze klas heeft vorig jaar (en dit jaar) meegedaan aan de Shell Eco-Marathon. Een van deze jongens heeft hierbij het programma COMSOL Multiphysics "volledig legaal" gebruikt. Zou u ons dit programma kunnen aanraden?
24 oktober kunnen wij door de vakantie niet. Emiel is er dan namelijk niet. Maar in December kunnen we waarschijnlijk wel. Wat betreft de andere scholieren denken wij zelf nog even na of het te combineren valt met ons project. Hun onderzoeksdoel is anders dan die van ons.
Groet, Emiel en Wouter
-
Hoi Wouter en Emiel,
Graag gedaan! Ik denk dat de inschrijving begin november open gaat. Tot dan! groet, Hubert
-
Hallo Hubert,
Wederom bedankt voor de snelle reactie!
Wij zullen de website in de gaten houden voor de windtunnel workshop. Wij hebben al wel een onderzoeksplan opgesteld, maar toch bedankt voor de tip.
Groet,
Wouter en Emiel -
Hoi Emiel en Wouter,
Hebben jullie het interesse formulier al ingevuld? zo niet, doe dat svp even, dan kan ik bijhouden hoe veel mensen interesse hebben. Maar de formulieren gaan dusdanig hard dat ik al weer een aanvraag heb geplaatst voor eind januari/begin februari. Dus: ja, waarschijnlijk gaat er een nieuwe workshop aankomen.
Wat jullie inhoudelijke vragen betreft; Je zou dat model wel kunnen kopen, maar misschien is het handig om even met de jongens in een ander topic te overleggen, zij hebben namelijk een andere site met een veel goedkoper model gevonden: andere topic.
Wat het testen van je model in Delft betreft; dat is een beetje lastig omdat de opstelling niet rekening houdt met een 'grond'. In andere woorden, de opstelling is zo dat je alleen een model erin kunt zetten wat 'in de lucht' hangt. En aangezien we maar een dag hebben om te testen is de tijd nogal beperkt die je tot je beschikking hebt om aanpassingen te maken. Als je dus in alle rust iets wil gaan meten is het toch handiger om zelf een windtunnel te gaan bouwen; Anderzijds, als je alleen naar de vleugel van de neus wil kijken, kunnen we denk ik wel iets verzinnen hoe we dat ding op de opstelling kunnen krijgen. Hiervoor zou de neus aan een staf van ongeveer 1.5 cm dikte en 90 cm lengte moeten geplaatst worden. Je kunt hiervoor ook eens naar de bouwhandleiding kijken op de windtunnel workshop pagina.
Groet,
Hubert
-
Hallo Hubert,
Wij konden door omstandigheden ons niet inschrijven voor de windtunnel workshop. Wordt er binnenkort nog een workshop gegeven? Zo ja, mogen wij dan een eigen model meenemen?
We kunnen een 1:18 schaalmodel meenemen, zo iets als dit: http://shop.formule1.nl/artikel.php?artikelID=4212. Zouden we dit kunnen gebruiken of denkt u dat we beter eigen modellen kunnen maken? Of lijkt u handiger om alleen een model van de neus mee te nemen?
Met vriendelijke groet,
Emiel en Wouter
-
Hey Britt,
Het effectieve oppervlak heeft een effect op de frictie weerstand, niet de vorm weerstand. Als je de 1/2 * rho v^2 * S * Cd formule gebruikt, dan is S de dikste doorsnede, de effecten van de vorm, dus hoe rond of recht bijvoorbeeld de voorkant van de auto is, 'zit' dan in de Cd. Dus de Cd verandert ook als je de vorm verandert.
Groet,
Hubert
-
Is het effectieve oppervlak van de auto te verwaarlozen, dus dat we alleen maar het frontaaloppervlak meenemen? Of gaan we dat echt merken in onze resultaten?
-
Hoi Hubert,
Wanneer is de eerstvolgende windtunnelworkshop? En is in die workshop de Cw-waarde te bepalen in de tijd die we hebben? We overwegen om onze eigen windtunnel te restaureren i.v.m. tijdtekort, is het voor ons zelf mogelijk om de Cw-waarde te bepalen? Ondertussen maken we een CFD-model in Comsol Multiphysics.
Groeten,
Wouter en Emiel
-
Beste Emiel en Wouter,
Het zou super zijn als jullie het windtunneltje van de school weten te fixen. Kunnen jullie een foto sturen van hoe hij eruit ziet?
De weerstandscoëfficent van jullie model auto bereken je met de volgende formule:
Cw = (2F) / (Arho*v^2)
Hierbij zijn de volgende parameters bekend. A (het frontaal oppervlak van jullie model), rho (de luchtdichtheid op zee niveau 1,225 [kg/m3]) en v (de luchtsnelheid in de windtunnel). F (de weerstandskracht) moet je dus gaan meten. Dit kun je doen met een veerunster. Deze maak je met het ene uiteinde aan de voorkant van de model auto vast en met het andere uiteinde aan een vast punt buiten de windtunnel.
Zoals Wesley al zei, doet hij hetzelfde voor zijn PWS. Handig om dat topic ook te checken. Hoe gaan jullie je model trouwens maken?
Grt. Wouter
-
[quote=wouter0013]Ik lees nu net pas de mail, sorry. Maar 13 februari is voor ons al te laat. De deadline voor ons profielwerkstuk ligt op 1 maart 2013. Wij hebben daarom besloten om het windtunneltje van school te repareren. Is het voor ons mogelijk om in zo'n windtunnel een Cd waarde vinden?
Groet,
Emiel en Wouter[/quote]
Welkom bij mijn profielwerkstuk ;) ik bepaal dan wel de Cd van een auto, maar dat zou eigenlijk niet uit hoeven maken. Resultaten heb ik nog niet, maar ik denk dat het op zich wel zou moeten werken. Wij berekenen iig de Cd op de volgende manier: http://scholierenlab.tudelft.nl/forum/viewtopic.php?id=643
-
Ik lees nu net pas de mail, sorry. Maar 13 februari is voor ons al te laat. De deadline voor ons profielwerkstuk ligt op 1 maart 2013. Wij hebben daarom besloten om het windtunneltje van school te repareren. Is het voor ons mogelijk om in zo'n windtunnel een Cd waarde vinden?
Groet,
Emiel en Wouter
-
Ha jongens,
Voor foto's makkelijk uploaden kun je deze site gebruiken: http://tinypic.com/
Ben benieuwd!Grt. Wouter
-
Hallo Wouter,
Het is gelukt, de wervelingen uit onze windtunnel zijn zo goed als weg. Hoe kunnen we foto's uploaden? Dan stuur ik even wat foto's
Bedankt voor de tip. Het is precies de tip die we nodig hadden. We kijken ook meteen even naar Wesley's topic. We zijn van plan eerst een aantal modellen te maken van de neus(zonder vleugel) te maken. Een paar met een vloeiende neus en een paar met een trapsneus. We maken de neus van piepschuim.
Groet,
Emiel en Wouter -
Hallo Wouter,
Ik heb ze maar even in mijn Google Drive gezet, hieronder vind je de links:
https://docs.google.com/file/d/0B9N_vQ8s-vB1aU1mSzdJdDRwWEE/edit?pli=1
https://docs.google.com/file/d/0B9N_vQ8s-vB1UHRxYktHcnFQMVU/edit
https://docs.google.com/file/d/0B9N_vQ8s-vB1eDhKN3ROSVBfV2s/editDit waren ze volgens mij. Nogmaals bedankt voor de hulp, wij gaan nu beginnen met meten.
Groet,
Emiel en Wouter
-
Hallo Wouter,
Ons onderzoek is inmiddels afgerond en het profielwerkstuk is bijna af. Wij hebben alleen nog een vraag:
Zou jij ons onderzoek even snel willen doorlezen en kunnen vertellen wat je ervan vindt? (Als het bar en bar slecht is dan moet je dat gewoon zeggen!)Groet,
Emiel en Wouter
-
Cool jongens! Succes en laat maar weten als jullie nog vragen hebben.
Wouter
-
Ha mannen!
Ik ben wel benieuwd, stuur hem maar op.
Groetjes,
Wouter
