Aplicação de Análise CFD na Indústria Esportiva

VirtualCAE
25/11/2022
Blog
CFD, Fluidodinâmica Computacional, Simulação Virtual
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A realização de ensaios em túnel de vento para o setor esportivo aumentou nos últimos anos com o crescimento da competitividade na categoria de elite das provas de ciclismo, duathlon e triathlon. Nessa categoria, a aerodinâmica é um fator significativo para a performance, de modo que o formato da bicicleta e dos acessórios utilizados pelo atleta podem levar a uma melhora expressiva dos índices de desempenho. Devido a isso, as empresas do setor têm demonstrado interesse em ensaios e ferramentas que permitam verificar a melhor configuração aerodinâmica das bicicletas e dos utensílios obrigatórios, como os capacetes.

O primeiro teste esportivo em túnel de vento subsônico no Brasil ocorreu em 2017, em uma campanha da Red Bull com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas da USP. No ensaio, foram reproduzidas as condições de vento de uma das descidas da prova de Kailua-Kona do Campeonato Mundial de Ironman. Apesar do sucesso e da grande repercussão da ação no ambiente esportivo, os engenheiros do túnel tiveram que realizar muitos esforços para adaptar as células de carga, evidenciando os desafios e custos associados a esse tipo de ensaio.

A utilização de ferramentas de simulação virtual de mecânica dos fluidos, também conhecidas pela sigla CFD, emerge como uma alternativa de baixo custo e grande potencial para a realização dessas análises aerodinâmicas. Através da solução das equações governantes da dinâmica dos fluidos, essas ferramentas possibilitam estudar o campo de escoamento ao redor das superfícies, permitindo avaliar e prever importantes características para uma melhor eficiência aerodinâmica, como as forças de arrasto.

Alguns estudos, que podem ser realizados facilmente com uma modelagem adequada em CFD, focam na determinação da melhor posição a ser adotada pelo ciclista, com o intuito de diminuir a resistência do ar e, consequentemente, reduzir seu tempo de prova. Como exemplo, alguns estudos indicaram que se o atleta segura as manetes do freio ao invés do guidão ocorre uma diminuição de 6% do arrasto aerodinâmico, permitindo realizar o percurso em menor tempo, e quem sabe, garantir uma melhor colocação no ranking final da competição.

As ferramentas de simulação virtual de engenharia despontam como uma inovação tecnológica que permite a avaliação de diversos cenários e possibilidades em menor tempo e com menor custo, reduzindo a necessidade dos ensaios físicos. Para o setor esportivo, no qual os clientes sempre almejam o mais alto desempenho, o emprego dessas ferramentas garante que as empresas se mantenham competitivas no mercado, com a entrega de produtos mais eficientes e de maior qualidade.

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