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Projecte llegit

Títol: Optimización experimental y numérica del fondo plano de un hypercar

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: ROJAS GREGORIO, JOSEP IGNASI

Departament: FIS

Títol: Optimización experimental y numérica del fondo plano de un hypercar

Data inici oferta: 26-01-2026     Data finalització oferta: 26-09-2026


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIST AEROESP
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: EETAC
 
Paraules clau:
Aerodynamics, Underbody Aerodynamics, Ground Effect, Hypercar, Race Car Aerodynamics, Wind Tunnel Testing, 3D Aero-maps, Venturi Channel, Downforce Optimization, Pressure Coefficient, MATLAB Post-processing, CATIA V5, FDM 3D Printing, Autom
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
El objetivo principal de este TFG es el diseño aerodinámico y análisis experimental de un hypercar de concepto propio, con un énfasis específico en la optimización del fondo plano (flat bottom) para maximizar el efecto suelo. El proyecto abarca desde el diseño CAD de la geometría del vehículo hasta la validación experimental mediante un modelo a escala fabricado con impresión 3D. Para ello, se realizarán ensayos en túnel de viento usando una balanza de tres ejes para medir fuerzas globales (sustentación y resistencia) y un sistema de adquisición de presión con 32 tomas estáticas distribuidas en la superficie inferior para analizar la distribución de presiones y el comportamiento del flujo en la zona del underbody. Finalmente, se llevará a cabo un postprocesado exhaustivo de los datos experimentales para correlacionar la geometría del fondo plano con la generación de carga aerodinámica (downforce), y con ellos se validarán los resultados de las simulaciones CFD.

Planificación temporal:
1. Revisión bibliográfica del estado del arte (01/02/2026 - 15/02/2026)
2. Diseño CAD del vehículo y configuraciones de fondo plano (10/02/2026 - 05/03/2026)
3. Preprocesado CFD (opcional): definición del dominio, mallado y setup (01/03/2026 - 01/04/2026)
4. Adaptación del modelo para túnel de viento y diseño de soportes (05/03/2026 - 15/03/2026)
5. Fabricación del modelo: impresión 3D y acabados superficiales (15/03/2026 - 10/04/2026)
6. Verificación de montaje y calibración de sensores (08/04/2026 - 12/04/2026)
7. Instrumentación y campaña experimental en túnel de viento (12/04/2026 - 30/04/2026)
8. Postprocesado de datos (MATLAB), análisis de resultados y correlación (01/05/2026 - 20/05/2026)
9. Análisis de sensibilidad y propuesta de optimizaciones futuras (20/05/2026 - 25/05/2026)
10. Redacción de la memoria y preparación de la defensa (15/05/2026 - 15/06/2026)
 
Overview (resum en anglès):
This Bachelor's Thesis tackles the experimental aerodynamic optimization of a high-performance vehicle underbody, widely recognized as the most critical component for generating efficient downforce with a minimal drag penalty. The primary objective of this research is to gain a deep physical understanding of the interplay between underbody geometric surface variations and lower flow field dynamics, determining how these surface modifications affect boundary layer stability and how they translate into actionable 3D aero-maps to predict overall track vehicle performance. Given the physical complexity and non-linear behavior governing underbody ground-effect aerodynamics, an iterative engineering workflow is implemented. This approach combines CATIA V5 CAD modeling, 3D printing additive manufacturing for scale models (25 cm overall length), and experimental characterization in a wind tunnel operating at testing speeds up to 24 m/s. Starting from a baseline architecture, five interchangeable floor evolutions are engineered to systematically isolate and analyze the physical impact of each surface modification on local pressure distributions and Venturi flow acceleration. To ensure the performance gains remain effective under dynamic track conditions, testing systematically investigates the acute sensitivity of the floor to chassis attitude variations (front and rear ride height), aiming to prevent flow separation and sudden Center of Pressure (CoP) shifts that could compromise vehicle stability. To convert the extensive experimental dataset, acquired using a 32-channel static pressure port array alongside a force balance, into engineering metrics, a custom MATLAB post-processing framework was developed. The software executes analytical pressure integration, spatial Cp mapping, quantitative boundary layer separation risk assessment, and 3D aero-map reconstruction. Ultimately, this comprehensive methodology supports a two-stage optimization strategy: an initial global sweep to identify high-potential performance envelopes, followed by a localized fine-tuning focused on maximizing the trade-off between downforce generation, aerodynamic efficiency (downforce-to-drag ratio), and vehicle balance stability.

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