L’aerodinamica nella generazione di deportanza

The main objective of this three-year thesis is to investigate downforce generation in racing cars, a crucial concept for improving performance on the track. The work is divided into several sections to provide a comprehensive overview of the topic. The initial section offers a historical overview of the roots of downforce in motor racing, providing a basis for understanding the evolution of this technology over the past decades. Next, the thesis delves into the physical principles and forces involved in downforce generation. The laws of fluid dynamics and the importance of air pressure and turbulence in the creation of downforce are analysed in detail. The central part of the thesis focuses on the aerodynamic devices currently used on racing cars to generate downforce. Through the analysis of aerodynamic studies, including those conducted using computational fluid dynamics (CFD), the specific contribution of each aerodynamic appendage, such as spoilers, wings and diffusers, in the overall generation of downforce is examined. Finally, the thesis explores the optimisation of the design of these devices to maximise efficiency and improve the performance of racing cars. This approach aims to find the right balance between downforce and drag in order to achieve the maximum advantage on the track. In summary, this thesis offers a comprehensive and in-depth view of downforce generation in racing cars, combining historical elements, physical principles and the analysis of currently used aerodynamic devices. The ultimate goal is to contribute to the understanding of how aerodynamic design can be optimised to improve performance in motorsport.

L'obiettivo principale di questa tesi triennale è indagare la generazione di deportanza nelle auto da corsa, un concetto cruciale per migliorare le prestazioni in pista. Il lavoro è suddiviso in diverse sezioni per fornire una panoramica completa sull'argomento. La sezione iniziale offre un quadro storico delle radici della deportanza nelle competizioni automobilistiche, fornendo una base per comprendere l'evoluzione di questa tecnologia nei decenni passati. Successivamente, la tesi approfondisce i principi fisici e le forze coinvolte nella generazione di deportanza. Si analizzano in dettaglio le leggi della fluidodinamica e l'importanza della pressione dell'aria e delle turbolenze nella creazione di forze verso il basso. La parte centrale della tesi si concentra sui dispositivi aerodinamici attualmente utilizzati sulle auto da corsa per generare deportanza. Attraverso l'analisi di studi aerodinamici, inclusi quelli condotti utilizzando la dinamica dei fluidi computazionale (CFD), si esamina il contributo specifico di ogni appendice aerodinamica, come spoiler, ali e diffusori, nella generazione complessiva di deportanza. Infine, la tesi esplora l'ottimizzazione del design di questi dispositivi per massimizzare l'efficienza e migliorare le prestazioni delle auto da corsa. Questo approccio mira a trovare il giusto equilibrio tra deportanza e resistenza aerodinamica, al fine di ottenere il massimo vantaggio in pista. In sintesi, questa tesi offre una visione completa e approfondita della generazione di deportanza nelle auto da corsa, combinando elementi storici, principi fisici e l'analisi dei dispositivi aerodinamici attualmente utilizzati. L'obiettivo finale è contribuire alla comprensione di come ottimizzare il design aerodinamico per migliorare le prestazioni nel mondo delle competizioni automobilistiche.