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INDICE I.

Datos informativos

Justificación Objetivo general Objetivos específicos Introducción/Introduction

II.

2 2 2 3

Marco Teórico

Capítulo 1: Túnel de viento y herramientas de desarrollo aerodinámico. 1.1 Túneles de viento en la actualidad. 1.2 Túnel de viento y su aplicación. 1.3 Historia de los túneles de viento. 1.4 Desarrollo del túnel de viento (1941-1999) 1.5 Funcionamiento del túnel de viento. 1.6 Visualización del flujo. Capítulo 2: La aerodinámica como ciencia. a. La aerodinámica en la ciencia b. Coeficiente de arrastre c. Conceptos Fundamentales de la aerodinámica

5

Capítulo 3: 3.1

28

III.

Aerodinámica automotriz.

21 22 24

28

Marco Práctico

Procedimiento Materiales Producto final

IV.

5 6 9 12 14 17 21

31 31 31

Datos de Cierre

Essay Conclusiones Recomendaciones Bibliografía

32 33 34 35

1

I.

DATOS INFORMATIVOS 1. Justificación:

Al abarcar el tema del diseño automotriz, como una opción para el proyecto de este año, he concluido que este sería un buen tema para el proyecto de Tercero de Bachillerato, y que debería plantear como tema para Segundo de Bachillerato algo que me encamine hacia el tema del diseño automotriz. Para este quimestre he pensado como tema de mi proyecto, la aerodinámica, un tema que está relacionado y es una rama de la dinámica de fluidos. El comportamiento de los materiales y su forma, sobre el aire y en ocasiones el agua, se relaciona cercanamente con el diseño exterior de todo tipo de vehículos, desde Aviones, donde cumple el rol más importante (la suspensión en el aire), hasta Embarcaciones marítimas donde produce el mejor flujo a través del mar y pasando por los Automóviles que es donde centraría mi investigación. Como en la actualidad la aerodinámica es una parte indispensable del diseño exterior de los automóviles, tanto como de competencia, como de uso doméstico, he decidido conocer más sobre este tema. También me he dado cuenta de que varias piezas icónicas de los autos vendidos

al

público

y

sobretodo

prototipos

desarrollados

para

competición han dado pautas importantes para el desarrollo de la aerodinámica. 2. Objetivo general:

Desarrollar una investigación extendida sobre el desarrollo de la aerodinámica en vehículos, en base a textos, entrevistas y páginas

2

bibliográficas para encaminar mi conocimiento hacia el mundo del diseño automotriz. 3. Objetivos específicos:

1. Conocer los tipos de modelación que mejoren el flujo de superficies sobre el aire. 2. Desarrollar modelos a escala que tengan un buen flujo sobre el aire. 3. Aprender sobre el desarrollo histórico de la aerodinámica. 4. Introducción La dinámica de fluidos es una ciencia que se va haciendo cada vez más importante entre la física y el estudio de la materia, y dentro de la dinámica de fluidos está la aerodinámica, que se ocupa de desarrollar criterios e investigaciones sobre el comportamiento del aire sobre una superficie, sea cual sea esta superficie. Está más presente en la aviación y en las aeronaves, debido a que el aire es la forma de sustentación de estas. Pero un largo desarrollo de más de 80 años ha puesto presente la aerodinámica en el sector automotor. Por lo tanto, dentro de la aerodinámica existe una rama más pequeña, la aerodinámica automotriz, que se centra solamente en el análisis de las partes exteriores de automóviles ante el aire. En mi opinión es una parte de la ingeniería automotriz que está en constante desarrollo y que aún tiene un futuro largo, se puede incluso desarrollar autos con dirección aerodinámica, o que frenen aprovechando la corriente de aire. Los inventores y desarrolladores de partes aerodinámicas más avanzados se encuentran dentro del mundo del automovilismo, son personas cuyo trabajo es ganar la mayor velocidad con autos a los que internamente no se les puede hacer nada y solo las partes aerodinámicas que ellos desarrollen serán su única ventaja respecto a su rival. Dentro de la Fórmula 1, por ejemplo, se pulen y se lavan externamente los autos tan solo para ser menos

de

medio

km/h

más

veloces,

y

también

se

desarrollan

actualizaciones aerodinámicas entre cada carrera.

3

Esta tecnología que se viene aplicando desde 1932 se ha traspasado de manera exitosa a los autos de producción, que con menos caballos de fuerza (por lo tanto menos contaminación), desarrollan mayores velocidades y todo gracias a la aerodinámica. 5. Introduction

Fluid dynamics is a science that is constantly getting bigger inside the physics and in the study of matter boundaries. Inside fluid dynamics, aerodynamics appears which has been studying and investigating about the behaviour of air through any surface. Aerodynamics through time has been applied and made known by the aviation world, because when an aircraft is in the sky, through air it will be the only way to move. But a long development process of more than 80 years, has established aerodynamics in the automotive world. That is why inside aerodynamics, there is automotive aerodynamics, which specifically concerns in the analysis of wind flows over exterior parts of automotive vehicles. It also comes to be an important part in car engineering, it has a bright future at this zone and it is constantly developing, making possible to steer, accelerate, brake or gain control just with aerodynamic modifications. The developers and creator of this technology have always been related with motorsport, they are people who´s job is to make a faster car without touching the inside of the car, their only advantage with their opponent will be the aero parts that they will develop. Inside Formula 1 for example, the cars are polished and cleaned only to gain less than half a km. per hour, and the aero set changes for each race. This technology has been applied since 1932 and has been successfully trespassed to production cars. These cars with less horsepower (less contamination) develop high speeds and all because of Aerodynamics. 6. Propuesta de Marco Práctico:

4

Desarrollar un modelo con partes aerodinámicas aplicables a automóviles tanto de producción como de competición. Para lo que será necesario construir un túnel de viento a escala.

II.

MARCO TEÓRICO

Capítulo 1: Túnel de viento y herramientas de desarrollo aerodinámico.

1.1

Túneles de viento en la actualidad El diseño de cada nuevo vehículo es probado y mejorado en estos aparatos que optimizan su aerodinámica. Cada vehículo presentado en industria automovilística es el resultado de mucho tiempo de investigación y trabajo. Cientos de proceso se llevan a cabo al momento de crear un nuevo vehículo y lanzarlo al mercado. Entre todo lo que se realiza previo a la fabricación de un automotor, se desarrollan ciertos aspectos dentro de los túneles de viento de cada fabricante. En estos sitios especializados con equipamiento tecnológico muy avanzado se prueba la aerodinámica de cada automotor. El objetivo de estos estudios serás siempre optimizar el rendimiento de un auto, incluso bajo las condiciones climáticas más complicadas y dotarlos de diseños que sean agradables a la vista. Todas las casas automovilísticas del mundo realizan estas pruebas antes de sacar al mercado un nuevo vehículo, sea este de calle o de competición. Todas estas empresas invierten millones de dólares anualmente en la adecuación de los túneles y en la ejecución de los test de viento. En los centros de desarrollo de cada marca de automóviles se han desarrollado varias máquinas con la única función de probar las características exteriores del vehículo al máximo. Existen túneles de viento específicos para analizar la aerodinámica y la aeroacústica. Por ejemplo Audi utiliza 5

este mecanismo en Ingolstad, su sede en Alemania. Allí se coloca al automotor sobre una banda que simula la superficie de una carretera y mueve al vehículo a 235 km/h. El aparato utilizado para la firma alemana cuenta con un ducto de 5 m de diámetro equipado con 20 aspas, las que generan corrientes de viento de hasta 300 km/h. Tras pasar el auto por este túnel, se obtienen datos muy importantes sobre el diseño exterior y la resistencia al aire de cada uno de sus detalles. Es por esta razón que desde los bólidos que participan dentro de deporte motor como monoplazas de Formula 1 (que cumplen miles de horas de pruebas, corrigiendo el más mínimo detalle), hasta los que participarán en la exigente prueba de “Le Mans”, utilizan estas instalaciones para sus pruebas. Otra clase de túneles es usada para comprobar la refrigeración del motor de los frenos y el habitáculo. Se dan estas pruebas en automóviles que tienen una alta demanda de velocidad dentro de sus requerimientos, o en autos normales cuyo labor sea exigente y su escenario

sea

el

de

temperaturas

extremas.

En

estas

salas

especializadas, se puede recrear el calor existente en los desiertos, o en el frío de los polos. Daimler es uno de los grupos automovilísticos que más ha invertido en esta tecnología con una cifra cercana a los 59 millones de dólares. Gracias a esto el grupo automovilístico puede recrear las condiciones meteorológicas más extremas a su gusto. En sus instalaciones se puede generar una precipitación de hasta 2400 litros de agua por hora. Pero lo más sorprendente es que los ingenieros de la marca son capaces incluso de calcular el tamaño de cada gota. Ésta es sólo una parte de cómo se producen y se prueban los vehículos que se venden y compiten en el mundo entero.

1.2

Túnel de viento y su aplicación

Un túnel de viento es la herramienta más utilizada dentro del desarrollo aerodinámico Y se utiliza para estudiar los efectos del aire moviéndose a través

6

de diferentes superficies. Esta herramienta consiste en un túnel en donde existe un flujo de aire y tiene un objeto que está haciendo probado que esta montado en la mitad. El túnel está diseñado para que exista un flujo de aire constante que se mueva a través del objeto y esto se logra a través de un sistema de ventiladores que es muy avanzado Y ha sido muy bien desarrollado durante los últimos 50 años. El objeto de prueba, normalmente llamado modelo de túnel de viento, está instrumentado con una variedad de sensores que miden las fuerzas aerodinámicas, la distribución de la presión y otras características relacionadas con la aerodinámica. Los túneles de viento más antiguas fueron inventados cerca al final del siglo XIX, en la época donde se comenzó a desarrollar la investigación aeronáutica. Cuando se desarrollaron muchos intentos de crear vehículos más pesados que el aire pero qué puedan volar. Los pensamientos que existían antes de la creación del túnel de viento tenían la teoría de que se obtienen dos diferentes resultados al desplazar una superficie sobre un flujo de viento y al desplazar un flujo de viento sobre una superficie. Pero al desarrollarse las investigaciones de rigor, se probó que los dos resultados serán semejantes. Entonces no se necesitará desplazar al vehículo, sino aplicarle un flujo de aire que represente o simule las condiciones de un desplazamiento. Y así un observador que se encuentre estático, pueda observar al objeto en acción y extraer resultados. El crecimiento que tuvo el estudio de la aerodinámica, y por consiguiente, los túneles de viento, fueron cercanamente relacionados con la aeronáutica y el desarrollo de las aeronaves. Permitieron hacer muy grandes avances que cambaron completamente la dirección de la aviación, incluso para hacer volar a los prototipos y el famoso planeador de los hermanos Wright, fue indispensable un túnel de viento, que fue inventado de una forma tradicional, y a escala, por los hermanos Wright. El uso masivo y a gran escala (en el verdadero sentido de la palabra) de los túneles de viento, surge en la Segunda Guerra Mundial, desde bases

7

importantes del Imperio Alemán, las cuales más tarde crearían a los misiles de largo alcance más relevantes de la época. Y años más tarde trasladando éstos inmensos ventiladores, como bienes incautados

para

investigación

de

las

armas

Alemanas,

a

cuarteles

estadounidenses. Cuarteles que consideraron al túnel de viento como una herramienta oportuna para la carrera armamentista y la carrera espacial llevada a cabo en los años cincuenta entre la Unión Soviética y los Estados Unidos. Posteriormente se comenzó a aplicar el túnel de viento para estudios arquitectónicos debido a que ciertas estructuras y objetos a cierta altura deben tener un estudio en la aerodinámica y las fuerzas del viento que lo afectarían estructuralmente. Y entonces comenzaron las pruebas del túnel de viento aplicadas a automóviles. No tanto para determinar la aerodinámica y las fuerzas que afectarían al auto pero más bien para determinar las formas en que se reduciría la potencia requerida para mover un vehículo en velocidades mayores a los 80 km/h. En estos estudios la interacción entre la carretera, el aire y el vehículo jugaba un rol significativo y se debía tomar en consideración esta interacción cuando se interpretaban los resultados. Por ejemplo; si se prueba a un auto en un túnel de viento, el viento se mueve con respecto a el automotor y el piso (lo que se considera como carretera). Si se prueba a un auto circulando normalmente sobre la carretera, éste se mueve con respecto al viento y a la carretera. Entonces para esa época se desarrollaron, en túneles de viento para automóviles, bandas que circularían por debajo del auto y harían que sus ruedas se muevan como el efecto de una máquina caminadora. Efecto que se desarrolla actualmente el la aviación y se explica en la siguiente fórmula: Condición simulada= Viento(mov.) + Carretera(mov.) + Objeto(fijo) Condición normal

= Viento(fijo) + Carretera(fijo) + Objeto(mov.) 8

Por lo tanto, Condición simulada = Condición normal. Los avances en la aerodinámica han permitido crear la dinámica de fluidos computacional (D.F.C.) en la actualidad. Que permite realizar todas estas pruebas sobre flujo aerodinámico en modelos virtuales y esto facilita el proceso debido a que no se debe construir un modelo a escala o en tamaño real para que sea puesto prueba en el túnel de viento, y esto, por consiguiente, ha bajado la demanda que existe sobre los túneles de viento. Pero aún existe una falta de confianza sobre la dinámica de fluidos computacional, por lo que existen aún túneles de viento y aún en empresas automotrices se realiza esta prueba, como una forma de verificar los datos recopilados por la dinámica de fluidos computacional.

1.3 

Historia de los túneles de viento 1742 Un ingeniero militar inglés inventó un aparato de brazo giratorio que realizara experimentos sobre la teoría de la aviación.



1799 Otro famoso ingeniero e inventor, llamado George Cayley, también utilizó un brazo giratorio para medir la resistencia y la sustentación de sistemas de alas para aviones y helicópteros primitivos. Su brazo media 5 m de diámetro y este logro velocidades de veinte y dos km/h simulando la velocidad y la sustentación de un avión en caída libre. Estos datos posteriormente le sirvieron para construir un pequeño planeador que se cree que fue uno de los primeros vehículos pesados en ser capaz de volar. Este brazo giratorio no servía para dar pruebas completamente concluyentes debido a que se movía por la fuerza centrífuga y el vehículo en prueba se movía a través de su propia estela de aire.



1871

9

72 años después Francis Herbert Wenham, un miembro de la sociedad aeronáutica de Gran Bretaña, arregló los problemas que sufría el brazo giratorio de Cayley. Diseñando y operando por primera vez un túnel aerodinámico. 

1883 Utilizando varios experimentos con el túnel aerodinámico, el inglés Osborne Reynolds de la Universidad de Mánchester, demostraba que el patrón de flujo de aire sobre un modelo a escala sería el mismo que un vehículo a escala real, si el flujo sería el mismo. Éste factor, la intensidad de flujo, ahora es conocida como el número de Reynolds. Este parámetro en la actualidad es básico en la descripción de todas las situaciones de dinámica de fluidos incluyendo las formas de los patrones de flujo, la facilidad de transmitir calor y la presencia de turbulencia.



1897 Un “tubo aerodinámico” fue diseñado y construido por Tsiolkovski. Una vez que este descubrimiento vio la luz, diferentes datos técnicos fueron extraídos rápidamente. Carl Rickard Nyberg utilizó el “tubo aerodinámico” para el desarrollo de su vehículo el Flugan que fue un aeroplano tempranamente desarrollado.



1901 Los famosos hermanos Wright usaron el túnel aerodinámico para estudiar los efectos que tendría en la corriente sobre sus modelos como el Wright Flyer.



1902-1939 Los túneles aerodinámicos dentro de este lapso estaban limitados por el volumen y la velocidad de la corriente de aire que se podía desarrollar. Pero el uso que tuvo durante el mismo lapso fue proliferado y se hizo cada vez más famoso de la mano de la ciencia aerodinámica.



1940 El túnel aerodinámico usado por científicos de Peenemünde durante la Segunda Guerra Mundial es un ejemplo muy interesante de las dificultades que se tuvo a intentar expandir o hacer más grandes estos túneles de viento. Para esos túneles en Alemania se utilizaron túneles 10

naturales y con excavaciones se perfeccionaron para guardar grandes volúmenes de aire que podía ser direccionado, a través de presión, en los túneles. Esta innovación en los túneles de viento permitió un mejor uso de los datos, una mejor investigación del comportamiento de la corriente a alta velocidad y aceleraron el proceso De la ingeniería aeronáutica alemana. El primer túnel de viento supersónico, que ayudo en el desarrollo del cohete V2, fue construida en Alemania con una potencia de 10.000 caballos de vapor. Después en la Segunda Guerra Mundial fue desmantelado y trasladado a ESTADOS UNIDOS DE AMÉRICA. 

Post-guerra Posteriormente el desarrollo e investigación de corrientes de viento cerca de la velocidad del sonido se intensificó. Se construyeron cámaras de metal presurizados para contener todo el aire y proveer un flujo supersónico en el túnel. La cámara de observación o de instrumentos fue localizada en el lugar donde ingresaba todo el aire para lograr el deseado flujo de aire. Dentro de los Estados Unidos, durante 1949, preocupados por la falta de unidades de investigación aerodinámica, comparado con Alemania, se desarrolló el Wind Tunnel Plan Act. Que permitió construir nuevos túneles de vientos en universidades y campamentos militares. Algunos túneles de viento alemanes que estuvieron en operación durante la guerra, fueron desmantelados para enviarlos a los Estados Unidos como parte de un plan que explotaba la tecnología Alemana. Para uso en aplicaciones limitadas, el CFD (Computational Fluid Dinamics) puede suplementar o posiblemente reemplazar al uso de túneles

de

viento.

Por

ejemplo

el

proyecto

experimental

de

“SpaceShipOne” Fue diseñado sin ningún uso de túneles viento. Entre los últimos 20 años dentro de Estados Unidos han sido decomisados varios túneles de viento entre ellos muchos históricos, esto se debe a que el uso de estos túneles de viento ha bajado radicalmente y también sufren de un costo eléctrico alto. De todas formas, los resultados que arroja el CDF requieren datos probados en el túnel de viento y este probablemente sería el futuro de los túneles de viento.

11

1.4

Desarrollo del túnel de viento (1941-1999)

Es necesario para esta investigación resaltar este punto del desarrollo del túnel de viento, debido a que este fue el tiempo de más amplio desarrollo también para la aerodinámica 

Final de la segunda guerra mundial:

En 1941 los Estados Unidos construyeron uno de los más grandes túneles de vientos existía en el momento se trataba del Wright Field in Dayton, Ohio. Este túnel de viento tendría 14 m de diámetro en la parte más ancha y 6.1 m de diámetro en la parte más estrecha, contando con un motor de 40.000 caballos de fuerza. Con todo este tamaño y potencia, aeronaves de escala real podrían ser probados a velocidades de 640 km/h. A este túnel de viento le sucedió el túnel de viento (previamente descrito) ubicado en Peenemünde, Alemania en funcionamiento antes y durante la Segunda Guerra Mundial. Para el final de la guerra Alemania y ya tenía tres diferentes túnel de viento supersónicos, Siendo uno de estos tres, capaz de alcanzar velocidades equivalentes a cuatro veces la velocidad del sonido. Y el final de la Segunda Guerra Mundial marco el final de la construcción de un túnel cercano Austria, que tendría dos ventiladores enormes propulsados por dos turbinas hidráulicas de 50.000 caballos de fuerza. No siendo finalizada esta construcción, se trasladó todo el equipo a Modane en Francia, donde fue reconstruido en 1946 y continúa en operación por la ONERA (Centro de Investigacion8 the French national aerospace research centre). Aún en la actualidad es el túnel de viento transónico más grande en el mundo. En 1942 Curtiss-Wright financió la construcción de uno de los más grandes túneles subsónicos de viento. Ubicado en Nueva York, en un establecimiento que actualmente se considera como el más grande en ser completamente privado de los Estados Unidos.

12

Y al final de la Segunda Guerra Mundial Estados Unidos había construido ocho nuevos túneles de viento incluyendo el más grande ubicado en Sunnyvale, California que fue diseñado para probar aeronaves de tamaño real y un túnel de viento vertical, el cual tiene la corriente de viento ubicada arriba para probar modelos que sean capaces de realizar giros y conceptos que ayudaron a la creación del helicóptero. 

Postguerra:

Las investigaciones que se desarrollaron en este periodo dentro del campo de la aerodinámica, fueron orientadas hacia la aviación. Por lo tanto los túneles de viento que existían en el momento y las investigaciones que se hacían eran a un nivel supersónico en el cual no cabían los automóviles. Cámaras presurizadas fueron usadas para mantener grandes cantidades de aire presurizado que fuera después acelerado a través de una boquilla especial y así se produciría un flujo supersónico. Para ese momento la preocupación que existía en Estados Unidos por la falta de institutos de investigación aerodinámica comparados con los que existían en Alemania, llevo a la creación del Unitary Wind Tunnel Plan Act en 1949. Que autorizaba la creación de nuevos túneles de viento en universidades y campamentos militares. Y como se menciona previamente algunos aparatos utilizados en túneles de viento alemanes fueron explotados por los Estados Unidos. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) fue la primera computadora electrónica de propósitos generales. Con el surgimiento de ésta computadora en 1946, surge también la dinámica de fluidos computarizada, por supuesto fue muy primitiva, pero en conjunto con el túnel de viento se pudieron desarrollar cálculos complejos en la ENIAC que ayudaría a los expertos. Y con el curso que ha desarrollado la dinámica de fluidos computacional podría ésta llegar a reemplazar al tradicional túnel de viento. Este sistema computarizado aún tiene debilidades, por ejemplo, cuando existe una turbulencia externa estos programas no son prácticos debido a que en la actualidad no hay la tecnología suficiente como para calcular o predecir estas 13

turbulencias repentinas. Y en el caso del uso en automóviles no se puede conocer el flujo alrededor de estructuras, puentes, túneles, etc. Esto es muy simple en los túneles de viento ya que sólo se necesita poner una barrera semejante al obstáculo que se atravesará entre el auto y a corriente. Este campo de la aerodinámica puede ser muy interesante y aún no se ha probado del todo. Podría éste ser una ayuda para la arquitectura y también para conocer el impacto de la contaminación de hospitales, laboratorios, etc. Sobre una ciudad. En los Estados Unidos durante los últimos 20 años muchos túneles de viento han sido decomisados incluyendo algunas instalaciones históricas. Todo esto se debe al la falta de uso que se ha dado últimamente, los altos costos de electricidad y en algunos casos el valor de las tierras en la que están las instalaciones. El futuro del túnel de viento es incierto debido a que aún tiene una funcionalidad importante dentro del campo de la aerodinámica, pero en los últimos años ha demostrado lo contrario.

1.5

Funcionamiento del túnel de viento

El aire es soplado o succionado a través de un espacio con una debida instrumentación donde se monta un modelo o partes geométricas para el estudio. Normalmente el aire se mueve a través del túnel usando un sistema de ventiladores, para túneles de viento que sean grandes no es práctico usar sólo un ventilador por lo que se instalan una serie de ventiladores que se utilizan en paralelo para tener suficiente flujo de aire. Debido al alto volumen y velocidad que se requiere que tenga el aire, los ventiladores deben ser propulsados por un turbofan (lo semejante a un motor de avión) en vez de un motor eléctrico. Todo el aire que se genera por el gran ventilador y sus aspas en movimiento es turbulento de por sí y no se pueden obtener resultados verídicos. Por este motivo existen dos soluciones

La primera, hacer un módulo laminar que

14

corrige

este

problema,

usando

superficies

horizontales

y

verticales

superpuestas. Y la segunda que es situar al ventilador al final del túnel y hacer que succione aire, en vez de soplarlo. Debido a los efectos de la viscosidad, la parte donde se prueban los modelos en un túnel de viento debe ser y es típicamente circular, en vez de ser cuadrada. Existe un mayor flujo inestable en las esquinas de un cuadrado que pueden hacer a la corriente turbulenta, un túnel circular provee un flujo más fluido (valga la redundancia). La parte interior del túnel es normalmente lo más lisa posible para reducir un acarreamiento y una turbulencia en la superficie que puede tener un impacto en la precisión de los resultados. Incluso superficies lisas puede causar este acarreamiento, por lo que es importante ubicar al modelo de prueba en el centro del túnel. Como la parte interior y las paredes del túnel debe ser lo más lisas posibles, no debe haber ningún objeto que sobresalga. Por lo que la iluminación debe estar incluida dentro de la estructura y se debe aprovechar la luz a través de ventanas. Existen técnicas para estudiar el flujo que existe a través de la geometría de objetos y la forma de compararlos con resultados teóricos, que debe tomar en cuenta al número de Reynolds (brevemente mencionado) y el número de Mach para el régimen de operación.



Medición de la presión

La presión del aire a través de la superficie de un modelo puede ser medida si el modelo incluye captadores de presión o sensores de presión. Esto puede ser útiles para fenómenos donde la presión ejerce un rol importante, pero cómo me enteré de resultados de las fuerzas normales de un cuerpo. 15



Medición de la fuerza y momento

Con el modelo montado en un “balance de la fuerza”, se pueden percibir desbalanceas de la fuerza, que determinan; fuerzas de elevación (o coeficiente de elevación (o coeficiente de elevación). Los resultados cambian al variar el ángulo

de

ataque.

Movimientos

laterales

provocan

fuerzas

de

giro,

acarreamiento, fuerzas laterales, fuerzas de cambio de dirección y de inclinación. Estos resultados cambian al variar el ángulo de ataque. En el ejemplo se muestra una variación en el ángulo de ataque que provoca un mayor coeficiente de elevación.

Figura 1. En la figura se muestra una variación continua en el ángulo de ataque de un ala que provoca un mayor coeficiente de elevación, por lo tanto elevación. Reproducido de “Angle of Attack”, Wikipedia, Octubre del 2015.

1.6

Visualización del flujo.

La presión dentro de las superficies es una magnitud que fácilmente se puede medir, con diferentes instrumentos. Pero la medición y visualización del flujo de

16

aire es el aspecto más importante y para lo que es creado un túnel de viento. Por a razón de que el aire es transparente, es difícil observarlo directamente y sobretodo su movimiento. A causa de esto, se han usado diferentes métodos de visualización

tanto

cualitativos como cuantitativos en el túnel de viento. Todo esto, junto con el desarrollo del túnel de viento, ha optimizado la aerodinámica. Los diferentes métodos son los siguientes:       

Sublimación. Vapor. Aceites y compuestos. Sustancias en Evaporación. Humo. Fibras. Sublimación.

Si el aire que corre dentro del túnel de viento es suficientemente no-turbulento, una corriente de partículas se puede aplicar a la corriente y estas no se dispersarán, es más, formarán una línea fina. Cuando se aplican varias corrientes de este material desde una rejilla especial, éstas pueden producir un flujo tridimensional ideal para la medición. Es complicado ver vértices y turbulencias con este método, pero con la ayuda de una cámara es más fácil determinar ciertos efectos que el ojo humano no percibe, al analizar un video fotograma por fotograma se puede observar cada etapa del flujo, así se determina el efecto en las partes movibles, como alerones de aviones.



Vapor

En este caso se aplica tecnología similar a la de los nebulizadores, para generar vapor desde partículas de agua, este se transporta a través del túnel y pasa sobre una rejilla precalentada que cumple la función de calentar y evaporar las partículas para generar diferentes capas o hojas de vapor. El

17

factor importante de este método es la iluminación debido a que solo es visible el vapor con una iluminación adecuada.

Esta es la herramienta de vapor, la más usada en automóviles. Reproducido de “300s in the wind tunnel”, 300sl.org, Octubre del 2015.



Aceites y tintes

En esta técnica, a diferencia de las anteriores, se pone el material directamente sobre la superficie de prueba (que crea un rastro que se desliza sobre la superficie), mas no en el túnel (que provoca una corriente que pasa sobre la superficie), se aplica aceites y tintes previo a la prueba y en al momento en el que la prueba se termina el observador puede notar el rastro que ha provocado el aire sobre la superficie. Esta técnica ayuda a determinar un flujo laminar o turbulento. Y se puede usar también fuera de un túnel de viento aplicándolo y desplazando el vehículo normalmente.

el material de tintes que se ha utilizado en la Formula uno dejando un rastro del flujo . Reproducido de “F1 Pre-season testing”, racing engineering, Octubre del 2015.



Sustancias en evaporación

Las Sustancias en evaporación son simplemente una mezcla de algún polvo fino como talco, arcilla, etc. Y un líquido con un nivel de evaporación bajo y latente. Cuando el viento se enciende, el líquido se evapora, pasa sobre la 18

superficie de prueba y deja un rastro en esta con los patrones y características del flujo.

Rastro de tinta china que deja este tipo de visualización en un ala. Reproducido de “Tunel de Viento”, Wikipedia, Octubre del 2015.



Humo

La técnica del humo es la más básica, en las pruebas más caseras se coloca fuego y un ventilador, con el objeto de prueba entre los dos y está listo. Se crea el humo a partir de diferentes fuentes de combustión y es igual a la del vapor en la aplicación y la puesta a prueba. 

Fibras

Las fibras son situadas en el modelo, en vez de en el túnel (al igual que la prueba con aceites), es importante que se queden estas situadas en el modelo sin desprenderse. Se nota de mejor manera en esta técnica la separación del flujo en todos los sectores de la superficie. Utilizando otra técnica se puede usar solo una tira más larga y colocarla en el tunel o sujetándola y moverla sobre la superficie.

varias fibras, que en conjunto muestran la dirección del viento sobre un ala. Reproducido de “Tunel de Viento”, Wikipedia, Octubre del 2015.

19

SUMMARY CHAPTER 1: This chapter refers to topics related to Wind Tunnels, flow visualization, other methods of flow testing and the history of aerodynamics through wind tunnels. The history of Wind Tunnels starts a while after the first consideration of airlift forces, but as this topic was being developed, the Wind Tunnel started to emerge. The first aerodynamic testing, or at that time lift testing, device were rotary elements with the testing surface at the end of a bar that will spin, and as it spins it will create current that would be helpful for short scale tests. These rudimentary instruments were not useful for more serious and precise testing, so the Wind Tunnel started to be an option, but it was called “windbox” because of its small scale. The wright brothers developed what would be the first “windbox”, a very useful instrument for the design of “The Wright Flyer”. For the start of aviation aerodynamics started to be a very important field to study so many prototypes of “windboxes” came out. In the Second World War with aviation being developed at a big scale, and for brisk cornering and speed, tough and big scale “Wind Tunnels” where developed, particularly by the Nazi’s investigation and development area, almost at the end of the War. The great and powerful German facilities that where managing this wind tunnels created the most efficient and deadly air vehicles and weapons such as the “V2” rocket.

Capítulo 2: La aerodinámica como ciencia.

2.2

La aerodinámica en la ciencia

La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos, que se especializa en el estudio del movimiento del aire, Particularmente cuando interactúa con un objeto sólido que normalmente es un vehículo como un automóvil un avión. La

20

aerodinámica es un campo de la dinámica de fluidos y de la dinámica de gases, la aerodinámica comparten varios conceptos con estas dos grandes ramas. El término aerodinámica se usa normalmente como sinónimo de la “dinámica de gases” con la diferencia de que la dinámica de gases se aplica al estudio de el movimiento de todos los gases, no limitado tan sólo al aire. El estudio formal de La aerodinámica en la modernidad comenzó en el siglo XVIII, pero existen registros de observaciones que se hicieron sobre el aire en épocas mucho anteriores. La mayoría de esfuerzo que se hicieron en investigación de la aerodinámica fueron para lograr volar, y hacer que objetos más pesados que el aire vuelen y los encargados de dar el primer paso, fueron los hermanos Wilbur y Orville Wright, durante 1903 en el desarrollo del Wright Flyer. desde ese momento, entre el análisis matemático de la aerodinámica, aproximaciones científicas, experimentaciones en túneles de viento y simulaciones computarizadas, ha ido surgiendo esta ciencia y se ha formado la base científica para el desarrollo de tecnologías sobre todo de sustentación del vuelo. En la actualidad la aerodinámica ha llegado a expandirse hasta el estudio de diferentes flujos de aire, turbulencia, velocidad del viento y el desarrollo computacional de la aerodinámica. 2.1.1

Historia

Como previamente descrito, las fuerzas aerodinámicas han sido estudiadas y observadas por los humanos por miles de años en veleros o en molinos. Lo que creo con el tiempo una suerte de curiosidad por los fenómenos aerodinámicos y que permitió el desarrollo breve del vuelo humano, Como en documentos de Aristóteles y Arquímedes donde se habla sobre la resistencia del aire y la presión del aire y también en intentos del humano para volar como son el paracaídas y la historia de Ícaro. Sir Isaac Newton se convierte en la primer persona en desarrollar una teoría sobre la resistencia del aire. En 1738 se da a conocer que existe una relación fundamental entre la presión la densidad y la velocidad del flujo Conocido hoy en día como el principio de Bernnoulli, que prueba un método para calcular la

21

sustentación aerodinámica. En 1757 público el libro titulado “Euler equations” que podía ser aplicado a un flujo comprensible Como para no comprensible. Estas ecuaciones extendidas para el siglo XIX resultando en las ecuaciones de Navier-Stokes. Con Sir George Cayley, en 1799, inicia la primera investigación que identifica las cuatro fuerzas aerodinámicas del vuelo; peso, empuje, sustentación y resistencia

2.2

Coeficiente de arrastre

En la dinámica de fluidos el Coeficiente de arrastre (cd, cx) es una magnitud que se usa para cuantificar el arrastre que sufre un cuerpo o la fuerza que se opone a su movimiento en un ambiente de fluidos, como aire o agua. Se usa para la ecuación de arrastre, donde, mientras menor sea su coeficiente, menor será el arrastre, por lo tanto más aerodinámico será el cuerpo. Se vincula con la velocidad y el espacio de la superficie. El Coeficiente de arrastre de cualquier objeto engloba dos factores del arrastre aerodinámico; la fricción superficial y el arrastre según el cuerpo, la fricción superficial es la fricción que existe entre el fluido y a superficie, y el arrastre según el cuerpo es el arrastre que se genera por el cuerpo mientras más superficie expuesta, más arrastre. Ejemplos de coeficiente de arrastre La mejor manera de analizar el coeficiente de arrastre en un cuerpo, es a mi criterio, mirando los avances que se han hecho y conociendo el coeficiente de arrastre de tanto vehículos como objetos de la cotidianidad. Superficie plana paralela al flujo

0,01 cd

Ala de avión

0,04 cd

Pac car (prototipo)

0,05 cd

Esfera lisa

0,10 cd

Schlorwagen (1939)

0,15 cd

Mercedes Benz T80 (1939)

0,18 cd

Tatra T77A (1935)

0,21 cd 22

Toyota Prius (4ta generación)

0,24 cd

Nissan GTR

0,26 cd

Mazda 3 (2007)

0,29 cd

Ford Focus

0,30 cd

Subaru Impreza

0,36 cd

Range rover

0,45 cd

Volkswagen Beatle

0,48 cd

Cono

0,50 cd

Citroen 2CV

0,51 cd

Cohete modelo

0,75 cd

Automovil de F1

0,7-1,1 cd

Bicicleta de Pista (y clclista)

1,0 cd

Cubo

1,05 cd

Hombre

1,0-1,3 cd

Ladrillo

2,1 cd

En la tabla se puede a conocer el coeficiente de arrastre de varios objetos, en su mayoría automóviles. Desarrollado con las cifras de “Vehicle Coefficient of Drag List”, Ecomodder.com, diciembre 2015.

Lo primordial en la aerodinámica automotriz es traspasar la barrera del arrastre, lo cual es simple, pero mientras la fuerza de arrastre sea mayor, la fuerza para romper esta barrera también será mayor.

La siguiente formula determina la fuerza requerida para sobrepasar el arrastre. Reproducido de “drag coefficient”, Wikipedia, noviembre del 2015.

Una parte importante que se usa en todas las fórmulas de coeficiente de arrastre, es el área de arrastre, descrita en la formula como “Drag Area”. Esto se refiere a la superficie que está sometida a un flujo, mientras esta sea menor, menor será el arrastre, por lo tanto más aerodinámico será el cuerpo. 23

Mientras los diseñadores prestan atención a la forma del automóvil entero, ellos saben que si reducen el area frontal del auto, se reduce el arrastre. Se representa como CdA y es una multiplicación del área con el coeficiente de arrastre.

2.3

Conceptos Fundamentales de la aerodinámica

Entender el movimiento del aire alrededor de objeto activa el cálculo de fuerzas y momento actuando en el objeto, es decir que para entender el movimiento del aire alrededor del objeto es preciso calcular la fuerza y el momento del objeto. En muchos problemas de la aerodinámica las fuerzas que nos interesan son las fuerzas fundamentales del vuelo; sustentación, resistencia, empuje y peso. De estas la sustentación y la resistencia son fuerzas aerodinámicas. Se calcula esto con la idea de que el campo por donde circula el flujo se comporta como una continuidad, es decir, no varía.

Este campo de flujo continuo y está

caracterizado por propiedades como la velocidad del flujo la presión la densidad y la temperatura. Estas propiedades pueden estar directamente o indirectamente medidas en experimentos aerodinámicos Y también se las puede calcular usando ecuaciones para la conservación de la masa del momento y de la energía en el flujo. La densidad, la velocidad del flujo, la viscosidad, se usan para clasificar los diferentes tipos de flujo. 2.3.1 Clasificación del Flujo La velocidad del flujo es usada para clasificar flujos, acordando cierto régimen de velocidad. Éste se divide en subsónicos, transónicos, supersónicos e hipersónicos. Flujo subsónicos son campos de flujo en los que la velocidad del aire a través de la corriente esta bajo la velocidad del sonido. El flujo transónico incluye regiones tanto dentro del flujo supersónico, como regiones donde la velocidad del campo de flujo es mayor a la velocidad del sonido. El flujo supersónico es, como previamente mencionado, flujos donde la velocidad del

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campo de flujo es mayor a la velocidad del sonido. La clasificación cuarta es el flujo hipersónico, donde la velocidad es superior a la velocidad del sonido. Dentro de la definición de esta clasificación, existe un desacuerdo entre los que estudian aerodinámica. Según unos, es una rama innecesaria y según otros es una rama necesaria y con propósito recurrentes. Se caracteriza también dentro de la clasificación del flujo a la compresibilidad del aire, qué se refiere a, que un flujo en una situación determinada puede tener o no una densidad variable en el caso del flujo subsónico, se asume el flujo como incomprensible, la densidad se asume como una constante. el flujo Transónico y supersónico se considera comprensible y negarse a usar esta variable en cálculos aerodinámicos podría conllevar y resultados inexactos. La viscosidad esta asociada en cambio a las fuerzas de fricción que hay dentro de un flujo. En algunos campos de flujo los efectos de la viscosidad son muy pequeños y las soluciones de resultados podrían negarse a usar es la variable. Éstas aproximaciones donde los efectos de la viscosidad son muy pequeños, se llaman inviscosos. Y flujos donde la viscosidad se toma en cuenta, se los llama flujos viscosos. Es muy importante al simular la condición exacta de un vehículo a través de un flujo natural, que se mantengan las condiciones de un flujo natural, tanto en viscosidad como en velocidad y compresibilidad.

dentro de los cálculos aerodinámicos, se asumen ciertas cuantificaciones. Esto depende de la densidad del gas y su aplicación. Difiriendo a los líquidos y los sólidos, los gases están compuestos de moléculas que ocupan sólo una pequeña fracción de el volumen que abarca el gas. En un nivel molecular los campos de flujo están hechos de muchas colisiones entre moléculas de gas, más moléculas de gas y superficies sólidas. Esta naturaleza de los gases en aplicación aerodinámica, se ignora y el campo de flujo se asume con un comportamiento continuo. Se debe recalcar que en aeronáutica, los fluidos sobre la aeronave son menos densos debido a la altitud, pero este fenómeno también se presenta en automóviles al se automóviles ubicados a grandes alturas. Este fenómeno se comienza a intensificar a partir de los 3000 25

metros sobre el nivel del mar. Por lo tanto en ciertas condiciones Ecuatorianas, sería un factor importante. 2.3.2 Leyes de Conservación En Temas dentro de la aerodinámica producen un efecto Tres leyes, las cuales son las principales en formulas y aplicaciones: 1. Conservación de la masa: La fórmula matemática de este principio es conocida como ecuación de continuidad de la masa, que se refiere a que la masa no es creada ni destruida en un cierto flujo. La materia solamente formará o romperá enlaces pero su masa no variará. 2. Conservación del momento: En la dinámica de fluidos, se puede considerar a esta ley como la segunda ley de Newton. El momento, en un cierto flujo, es solo creado o destruido por fuerzas externas, que pueden incluir fuerzas de una superficie, fuerzas de fricción, fuerzas de un cuerpo o el peso. La ecuación de Conservación del momento, en su forma mas compleja es conocida como Ecuaciones de NavierStokes. Como se menciona, estas ecuaciones son complejas y la forma actual de resolverla es con ayuda computarizada, por la complejidad de esta ecuación, otras más fáciles pero menos exactas han surgido. Las ecuaciones de Euler por ejemplo son más fáciles, pero ignoran la viscosidad. También las ecuaciones de Bernoulli son más simples, pero estas ignoran la gravedad. 3. Conservación de la energía: La ecuación de conservación de la energía, por tercera vez afirma que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma, dentro de un cierto flujo. Y que cualquier adición o sustracción de energía se da a causa de que el flujo salga y entre en la zona de interés, transferencia de calor o trabajo.

26

Junto con estas tres leyes se utiliza frecuentemente la Ley de los gases ideales, que determina las variables desconocidas.

SUMMARY CHAPTER 2: This is the chapter that talks about the technical part of Aerodynamics, it´s development through time, and its relation to different physical forces and laws such as lift; drag, down force, drag coefficient, drag coefficient area and weight. It includes a list of the drag coefficient of basic objects that surround us and also important aerodynamic cars. This chapter tries to explain the application of formulas and simple calculations such as the calculation that determines the amount of force required to overcome the drag barrier. Explains also the classification of air flow, divided in subsonic, transonic and supersonic. It refers to the three most applied conservation laws, momentum conservation, energy conservation and mass conservation.

Capítulo 3 aerodinámica automotriz. 3.1

Aerodinámica automotriz

Es el estudio de la dinámica en vehículos de carretera generalmente, su principal objetivo es reducir el arrastre producido por el viento y el sonido producido por el viento, minimizar emisiones de sonido y prevenir alguna fuerza de el de levantamiento producida por el aire y también en la inestabilidad y aerodinámica altas velocidades. En la parte del aire, es también considerado que para el caso del automovilismo de competición, debería ser importante también producir carga aerodinámica Para mejorar la tracción y las habilidades de manejo. La fuerza de arrastre y de fricción del aerodinámica se incrementa mientras sube la velocidad del auto. Desde 1920 los ingenieros comienzan a considerar

27

la forma del automóvil y por lo tanto y hacer estudios aerodinámicos de arrastre y estabilidad. Para 1950, ingenieros automovilísticos tanto alemanes como británicos fueron progresivamente analizando los efectos del arrastre en un automóvil Por el constante desarrollo en la velocidad que tenían los automóviles para los 50´s. Posterior a esto, se realizan varios experimentos significativos para reducir el arrastre del viento y el nivel de ruido que se producía a altas velocidades en automóviles. En un automóvil aerodinámico, existen varios factores que intervienen en la forma, por ejemplo que no tenga esquinas y superficies que sean completamente verticales, que se incluya dentro de los arcos de las ruedas, a los faros, pero sobre todo que sea probado y desarrollado en un estudio aerodinámico en la mayoría de casos dentro de un túnel de viento, existen tres formas principales que se han desarrollado que se aplican en su mayoría a automóviles sedan o convertibles, con una parte delantera amplia y en la parte trasera también de cierta forma amplia. Éstas son fastback (con una parte perpendicular desde el techo del vehículo hasta el final del vehículo) Kammback (es igual que los de tipo fastback, pero con un corte violento en la parte trasera) y liftback (la zona trasera es más limitada) estos afectan, sobre todo a la parte trasera del vehículo. Por este motivo, los autos con un desarrollo aerodinámico, son autos que intentan reducir la parte trasera lo más posible, también se busca y tener las superficies lo más prolijas posibles, por lo que antenas, retrovisores y cualquier protuberancia en la carrocería es anti aerodinámico. El coeficiente de arrastre es una medida comúnmente usada en el diseño automotriz debido a que esa magnitud es en la que se basa la aerodinámica. El arrastre es la fuerza que actúa paralela y en la misma dirección que el flujo de aire. El coeficiente de arrastre de un automóvil tiene un impacto en la forma en que el automóvil traspasa una corriente de aire que lo rodea. Cuando 28

compañías fabricantes de automóviles desarrollan un nuevo vehículo toman en cuenta al coeficiente de arrastre automotriz, que a su vez es englobado por la aerodinámica automotriz y por el diseño automotriz. Mientras mayor sea la velocidad, dentro de la fórmula, el arrastre aerodinámico será mayor, por lo tanto es crítica y muy importante esta parte de la aerodinámica en velocidades altas. Y lo que se busca en el desarrollo del coeficiente aerodinámico y la aerodinámica automotriz es, sobre todo, reducir el número de resistencia a lo menos posible. Al hacer esto, el rendimiento del automóvil mejora y el gasto de combustible aminora, este es uno de los motivos por los que automóviles de todo tipo, buscan tener un bajo coeficiente. Existe un sin número de regulaciones que hacen que un auto sea un auto o que por lo menos son vehículo pero legal por estos motivos existen partes de los automóviles que con el tiempo se han vuelto aerodinámicas, pero, hace años constituyeron un problema para el arrastre del aire. Por ejemplo existen tres en protuberancias notorias en el cuerpo de un automóvil y que serían a la antena de que quizá es algo que se puede suprimir, los dos espejos retrovisores y aunque no se crea, las manijas de las puertas, y al ponerse estrictos con este tema, cualquier prominencia de el cuerpo o en la carrocería del auto constituiría un problema aerodinámico. Los diferentes desarrolladores de automóviles y áreas de ingeniería y diseño de automóviles han salido con ideas muy interesantes para solucionar estos problemas aerodinámicos. Se han desarrollado por ejemplo, manijas que se esconden sobre la carrocería, las antenas de los automóviles se han ido minimizando hasta que ahora pueden no significar una protuberancia y se ha proveído de cámaras que suplementen a los espejos retrovisores, pero en este caso eso aún no es legal.

SUMMARY CHAPTER 3:

29

This chapter extends the topic of drag coefficient and drag coefficient area, which are the more important laws that affect normal production cars, so they are the most studied at automotive aerodynamics. Since the notion of drag forces by the air started during the 1950’s, the aerodynamicists have been studying formulas to apply drag into automotive design, this is how terms like drag coefficient or drag coefficient area were developed. At a certain point, this concern of reducing drag came to every car producer company, as a way to improve fuel efficiency, speed, and the effort that the motor will have. This started a never-ending search for the most aerodynamic car, or the less drag that a car can produce. This had changed the body of cars through time, creating an evolution, which still evolves at the point of allowing the cars to be propelled by simple electricity or solar panels. This evolution is what chapter three covers, giving and showing examples of cars that have changed aerodynamics, based on the list of the most deficient drag coefficient cars.

III.

MARCO PRACTICO 1. Elaboración Para el marco practico, se construyo un túnel de viento, en escala para las pruebas de el modelo, también en escala. Para las paredes del túnel, utilicé una caja ya ensamblada y la recorte a mi medida. Posteriormente, para evitar la turbulencia en las corrientes, ensamble una estructura de panal que divide los flujos a base de sorbetes. Fue instalado un ventilador casero que sirvió como unidad de desfogue, con una serie de adecuaciones en cuanto a potencia y temperatura. Finalmente se complementa todo con un para de vidrios que mantiene aislado el interior del túnel, y permite la visión. En cuanto al modelo, con arcilla fui moldeando en tercera dimensión, labor difícil, un boceto existente que dibujé, debía ser tan solo la mitad del modelo debido a que si se lo hacia entero, probablemente no seria simétrico.

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2. Materiales      

Una estructura conformada de aglomerado. Varios sorbetes. Un ventilador vidrio. Arcilla para modelar. Papel. Lápiz.

3. Producto Final Un automóvil a escala con un túnel de viento para probarlo.

IV.

DATOS DE CIERRE

1. ESSAY Fluid dynamics is a science that is constantly getting bigger inside the physics and in the study of matter boundaries. Inside fluid dynamics, aerodynamics appears which has been studying and investigating about the behaviour of air through any surface. Aerodynamics through time has been applied and made known by the aviation world, because when an aircraft is in the sky, through air it will be the only way to move. But a long development process of more than 80 years, has established aerodynamics in the automotive world. That is why inside aerodynamics, there is automotive aerodynamics, which specifically concerns in the analysis of wind flows over exterior parts of automotive vehicles. It also comes to be an important part in car engineering, it has a bright future at this zone and it is constantly developing, making possible to steer, accelerate, brake or gain control just with aerodynamic modifications. The developers and creator of this technology have always been related with motorsport, they are people who´s job is to make a faster car without touching the inside of the car, their only advantage with their opponent will be the aero parts that they will develop. Inside Formula 1 for example, the cars are polished and cleaned only to gain less than half a km. per hour, and the aero set changes for each race. This technology has been applied since 1932 and has been successfully trespassed to production cars. These cars with less horsepower (less contamination) develop high speeds and all because of Aerodynamics.

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The first chapter refers to topics related to Wind Tunnels, flow visualization, other methods of flow testing and the history of aerodynamics through wind tunnels. The history of Wind Tunnels starts a while after the first consideration of airlift forces, but as this topic was being developed, the Wind Tunnel started to emerge. The first aerodynamic testing, or at that time lift testing, device were rotary elements with the testing surface at the end of a bar that will spin, and as it spins it will create current that would be helpful for short scale tests. These rudimentary instruments were not useful for more serious and precise testing, so the Wind Tunnel started to be an option, but it was called “windbox” because of its small scale. The wright brothers developed what would be the first “windbox”, a very useful instrument for the design of “The Wright Flyer”. The second chapter is the chapter that talks about the technical part of Aerodynamics, it´s development through time, and its relation to different physical forces and laws such as lift; drag, down force, drag coefficient, drag coefficient area and weight. It includes a list of the drag coefficient of basic objects that surround us and also important aerodynamic cars. And the last chapter extends the topic of drag coefficient and drag coefficient area, which are the more important laws that affect normal production cars, so they are the most studied at automotive aerodynamics. Since the notion of drag forces by the air started during the 1950’s, the aerodynamicists have been studying formulas to apply drag into automotive design, this is how terms like drag coefficient or drag coefficient area were developed. I can conclude by analysing my acknowledgements at this investigation, first recognising that automotive industry aerodynamics is not a new tool. Then I also can establish that I have acknowledged the importance of aerodynamic coefficient in the design and generally in automotive engineering. And I have also analysed closer, the operation of a wind tunnel with my own experience. But I conclude, looking at all the advance un this field, that it would be a very undeveloped process without the existence of aviation, as an example I would determine the Wright Flyer, a piece of engineering, that had his logic theory with aerodynamic calculations and testing in what would be one of the first wind tunnels.

2. Conclusiones: 

Al finalizar mi proyecto he aprendido que en la industria automotriz no es una herramienta nueva la aerodinámica.

32



He analizado cercanamente el funcionamiento de un túnel de viento con mi propia experiencia.



He conocido la importancia del coeficiente aerodinámico en el diseño y en general en la ingeniería automotriz.



Concluyo en retrospectiva que seria un proceso muy poco desarrollado sin la existencia de la aviación, y en su medida, las Guerras del Siglo XX.

3. Conclusions: 

When ending my project process, I have learned that in the automotive industry aerodynamics is not a new tool.



I have analysed closer, the operation of a wind tunnel with my own experience.



I have acknowledged the importance of aerodynamic coefficient in the design and generally in automotive engineering.



I conclude, in retrospective, that it would be a very undeveloped process without the existence of aviation, and in its way, the Wars of the 20th Century.

4. Recommendations: 

I recommend you to get to know more about the aerodynamic coefficient of things surrounding you.



I recommend you to familiarize to the history of cars by the side of aerodynamics, the most beautiful car shapes have been created because of it.



I recommend confirming certain facts of aerodynamics, because there are a lot of myths in this field.

5. Recomendaciones: 

Recomiendo que se familiaricen a la historia de los automóviles por el lado de la aerodinámica, las formas más interesantes en automóviles se he creado debido a ella.



Existen varios mitos de la aerodinámica sobre los autos, recomiendo que los confirmen antes de cualquier cosa.

33



Recomiendo que noten con más interés tablas sobre el coeficiente aerodinámico de cosas que le rodean, ya que es práctico e interesante.

6. Bibliografía: 

Anónimo, “Automotive: Aerodynamic Efficiency”, 17/08/15, “Exa Corporation“, http://exa.com/aerodynamic-efficiency.



Anónimo, “aerodynamics”, 2/11/15, “Smithsonian national air and space museum”, https://howthingsfly.si.edu/aerodynamics.



Glenn Research Center, “Aerodynamics Index”, 4/08/15, “National Aeronautics

and

Space

Administration

(NASA)”,

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/short.html. 

Glenn Research Center, “Wind Tunnels Index”, 4/08/15, “National Aeronautics

and

Space

Administration

(NASA)”,

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/shortt.html. 

Jim Lucas, What Is Aerodynamics?, 20/07/15 , “live science” http://www.livescience.com/47930-what-is-aerodynamics.html.



Anónimo,

“Aerodynamics”,

17/10/15,

“Wikipedia”

https://en.wikipedia.org/wiki/Aerodynamics.

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