Analisi numerica dell'aerodinamica dei corpi tozzi: il caso studio dell'Ahmed body

This thesis aims to analyze the aerodynamic properties of bluff bodies, with a specific focus on automotive applications, through the study of the benchmark model known as the Ahmed body. Initially, a theoretical basis is discussed, recalling the fundamental equations of fluid motion and the main dimensionless parameters, such as the Reynolds number, the Strouhal number, and the pressure and drag coefficients, which are essential for describing complex phenomena of flow separation and wake formation. The study then continues with a detailed analysis of the Ahmed body’s phenomenology, conducted through a review and comparison of simulations and experimental data from the relevant scientific literature. The investigation focuses on the profound influence of the slant angle on the determination of flow topology. Some key configurations are examinated, representing the low-inclination regime, the critical transition zone, and the complete separation condition. By synthesizing the results present in the literature, this work highlights how minimal rear geometric variations drastically alter the wake behavior, providing essential criteria for optimizing the design and energy efficiency of modern vehicles.

Il presente elaborato si propone di analizzare le proprietà aerodinamiche dei corpi tozzi, con un’attenzione specifica alle applicazioni in ambito automobilistico attraverso lo studio del modello di riferimento noto come Ahmed body. Inizialmente viene trattata una base teorica, richiamando le equazioni fondamentali del moto dei fluidi e i principali parametri adimensionali, quali il numero di Reynolds, il numero di Strouhal e i coefficienti di pressione e resistenza, necessari per descrivere i complessi fenomeni di separazione del flusso e la formazione della scia. Successivamente la trattazione continua con un’analisi dettagliata della fenomenologia dell’Ahmed body, condotta attraverso la revisione e il confronto di simulazioni e dati sperimentali tratti dalla letteratura scientifica di riferimento. L’indagine si focalizza sulla profonda influenza dell’angolo di inclinazione del lunotto nella determinazione della topologia del flusso. Vengono esaminate alcune configurazioni principali rappresentative del regime a bassa inclinazione, della zona critica di transizione e della condizione di separazione completa. Attraverso la sintesi dei risultati presenti in letteratura, il lavoro evidenzia come minime variazioni geometriche posteriori alterino drasticamente il comportamento della scia, offrendo criteri essenziali per l'ottimizzazione del design e dell’efficienza energetica dei veicoli moderni.