Influencia de un carenado superior en la fuerza de arrastre de un camión

Abstract

Introduction: The consumption of diesel fuel in the country represented 36.61 [%] of the demand for petroleum derivatives in 2019, which is why it seeks to propose savings alternatives in the land freight transport sector. For this reason, the influence of an upper cabin fairing (windbreaker) on the drag force, which is generated when the truck moves forward, displacing a large amount of air that flows through the exterior and interior of the truck, was analyzed. Objective: To analyze the influence of a higher fairing on the drag force of a truck using the one-dimensional equation of the drag force and computational fluid dynamics software. Methodology: This effect was estimated using the one-dimensional drag force equation, which relates the drag coefficient, air density, frontal area, air speed and truck speed, with the help of a software of computational fluid dynamics (CFD), which requires a simplified geometry at 1: 1 scale of the truck and the upper fairing, the domain is generated and the boundary conditions governing the physical phenomenon are taken. Results: A decrease of 0.102 [kN] is obtained at a truck speed of 40 [km / h], as the speed increases to 120 [km / h], the force decreases by 0.788 [kN]. Conclusions: There is a reduction of 8.734 [%] in the drag force when using the upper cabin fairing, this is complemented by the study carried out on fuel consumption on the road where there is a saving of 4.63 [%] with the use of the upper cabin fairing.Introducción: El consumo del combustible diésel en el país representó un 36.61 [%] de la demanda de derivados de petróleo en el año 2019, razón por la cual se busca proponer alternativas de ahorro en el sector del transporte terrestre de carga.  Por esta razón se analizó la influencia de un carenado superior de cabina (rompe-viento) en la fuerza de arrastre, que se genera cuando el camión avanza desplazando gran cantidad de aire que fluye por el exterior e interior del camión. Objetivo: Analizar la influencia de un carenado superior en la fuerza de arrastre de un camión mediante la ecuación unidimensional de la fuerza de arrastre y un software de dinámica de fluidos computacional. Metodología: Este efecto se estimó mediante la ecuación unidimensional de la fuerza de arrastre, la cual relaciona el coeficiente de arrastre, la densidad del aire, el área frontal, la velocidad del aire y la velocidad del camión, con la ayuda de un software de dinámica de fluidos computacional (CFD), el cual requiere una geometría simplificada a escala 1:1 del camión y el carenado superior, se genera el dominio y se toma las condiciones de frontera que rige el fenómeno físico. Resultados: Se obtiene una disminución del 0.102 [kN] a una velocidad del camión de 40 [km/h], conforme se incrementa la velocidad a 120 [km/h], la fuerza disminuye en 0.788 [kN]. Conclusiones: Se tiene una reducción del 8.734 [%] en la fuerza de arrastre al utilizar en carenado superior de cabina, esto se complementa con el estudio realizado de consumo de combustible en carretera en donde se tiene un ahorro del 4.63 [%] con el uso del carenado superior de cabina