Korte samenvatting artikel
Onderzoekers combineerden CFD, windtunnelmetingen en optimalisatietechnieken om verschillende Gurney flaps voor een Formule 1-voorvleugel te vergelijken. De hoogte van het kleine randje bleek bepalender dan de hoek of uitvoering. Volledig bericht Een Gurney flap is een klein opstaand randje aan de achterzijde van een vleugelprofiel. Ondanks zijn beperkte afmetingen kan het de drukverdeling en stroming rond een vleugel aanzienlijk veranderen. Onderzoekers onderzochten verschillende hoogtes, hoeken en uitvoeringen van zulke flaps op een omgekeerd, driedelig vleugelprofiel dat een Formule 1-voorvleugel voorstelt. Daarbij werden CFD-berekeningen, een genetisch optimalisatie-algoritme, een neuraal netwerk en windtunnelmetingen gecombineerd. De hoogte bleek de belangrijkste ontwerpparameter. De grootste onderzochte flaps verhoogden de berekende neerwaartse kracht met maximaal 11,24%, maar veroorzaakten ook extra luchtweerstand en daarmee een lagere aerodynamische efficiëntie. Kleinere flaps met een opening boden volgens de studie een gunstiger compromis tussen neerwaartse kracht en weerstand. De resultaten gelden niet rechtstreeks voor een complete raceauto. Het onderzoek gebruikte een representatief tweedimensionaal vleugelprofiel en lagere Reynoldsgetallen dan bij een volledige Formule 1-auto. Het laat vooral zien hoe een relatief kleine geometrische aanpassing met CFD en experimenten gericht kan worden geoptimaliseerd.
Waarom interessant vanuit FlowMotion's oogpunt
De flap verandert de drukverdeling, vergroot het snelheidsverschil rond het vleugelprofiel en beïnvloedt de loslating en het zog achter de vleugel. Daardoor neemt de neerwaartse kracht toe, maar meestal ook de weerstand. Dit is een herkenbaar CFD-optimalisatievraagstuk: niet zoeken naar één maximale waarde, maar naar de beste balans tussen meerdere, deels tegenstrijdige ontwerpeisen.
Oorspronkelijke bron:
Scientific Reports, Nature Portfolio
Aerodynamic optimization of Gurney flap parameters for a Formula 1 wing using experimental and coupled GA-ANN-CFD methods
A. Shahrabi, M. Kazemi, A. Jahangirian et al.

Conceptvisualisatie van de luchtstroming rond een meerdelige racevoorvleugel met een kleine Gurney flap aan de achterrand.

