Aerodynamic possibilities for heavy road vehicles virtual boat - PowerPoint PPT Presentation

Aerodynamic possibilities for heavy road vehicles – virtual boat tail Panu Sainio, Kimmo Killström, Matti Juhala AALTO University, School of Science and Technology Vehicle Engineering, Finland panu.sainio@tkk.fi

AALTO University, Finland? ¡Is ¡a ¡newly ¡created ¡university ¡from ¡the ¡merger ¡of ¡3 ¡ Finnish ¡universi8es: ¡the ¡Helsinki ¡School ¡of ¡ Economics, ¡the ¡University ¡of ¡Art ¡and ¡Design ¡ Helsinki ¡and ¡ Helsinki ¡University ¡of ¡Technology ¡-­‑ ¡ all ¡leading ¡and ¡renowned ¡ins8tu8ons ¡in ¡their ¡ respec8ve ¡fields ¡and ¡in ¡their ¡own ¡right. ¡

Virtual boat tail • Background ¡ • Mo8va8on ¡ • Concepts ¡ • 1:10 ¡scale ¡results ¡ • Conclusion ¡

Background • Long ¡term ¡research ¡ac8vity ¡for ¡improving ¡vehicle ¡ efficiency ¡together ¡with ¡VTT ¡Technical ¡Research ¡ Centre ¡of ¡Finland ¡ ¡ • Yearly ¡about ¡2 ¡M.Sc ¡projects ¡for ¡this ¡ • Trucking ¡companies ¡oTen ¡medium-­‑small-­‑micro ¡ • Purchasing ¡or ¡leasing ¡vehicle ¡and ¡trailer ¡ separately  ¡Need ¡for ¡detailed ¡as ¡well ¡as ¡rule ¡of ¡ thumb ¡technical ¡informa8on ¡

Aerodynamics – the role • Tractor-­‑trailer ¡combina8on ¡= ¡2 ¡manufacturers ¡ • Trailers ¡can ¡be ¡na8onal-­‑made ¡do ¡to ¡dimensioning ¡  ¡small ¡manufacturers: ¡from ¡very ¡conven8onal ¡ engineering ¡to ¡tailoring ¡ ¡ • Logis8cs, ¡power-­‑line ¡and ¡tyre: ¡role ¡easy ¡to ¡explain ¡ • Aerodynamics ¡oTen ¡neglected ¡or ¡not ¡valued ¡ • Remark: ¡trucks ¡fore ¡body ¡OK ¡= ¡factory ¡made ¡+ ¡ design ¡is ¡important ¡  ¡our ¡target ¡is ¡the ¡end ¡

Target • Objec8ve: ¡raise ¡discussion ¡about ¡the ¡poten8al ¡ of ¡aerodynamics ¡in ¡heavy ¡vehicles ¡in ¡Finland ¡ ¡ • Target ¡vehicles ¡long ¡distance ¡bus ¡and ¡a ¡vehicle ¡ combina8on ¡of ¡25.25 ¡meters ¡and ¡60 ¡ton. ¡ ¡ • The ¡concep8on ¡goal ¡for ¡the ¡truck ¡was ¡to ¡cut ¡the ¡ aerodynamic ¡coefficient ¡-­‑50% ¡  ¡it ¡was ¡agreed ¡ not ¡to ¡follow ¡normal ¡technical ¡and ¡economical ¡ characteris8cs ¡of ¡today’s ¡truck ¡engineering. ¡

Concept • Demo ¡solu8on ¡to ¡improve ¡the ¡aerodynamic ¡ performance ¡of ¡the ¡rear ¡end ¡of ¡the ¡trailer ¡ ¡ • Based ¡on ¡flow ¡of ¡pressurized ¡air ¡through ¡the ¡ trailing ¡edges ¡of ¡the ¡trailer ¡ • Not ¡a ¡new ¡idea ¡in ¡terms ¡of ¡technology, ¡but ¡fact ¡ and ¡figures ¡are ¡needed ¡ • Called ¡virtual ¡boat ¡tail ¡

1:10 Models used • Mod ¡1-­‑2-­‑3 ¡possibility ¡ for ¡trailing ¡edge ¡blow ¡ • Mod ¡4 ¡physical ¡boat ¡ tail ¡ ¡ • Front ¡end ¡shape ¡ same ¡

Matter of the length • Ref ¡25,25m; ¡Mod ¡1-­‑2 ¡ ¡26,74m ¡= ¡only ¡+1,46m ¡ ¡ • Mod ¡4 ¡physical ¡boat ¡tail ¡31,74m ¡= ¡+6,49m ¡longer ¡ • Nozzle ¡gap ¡in ¡model ¡0.4mm ¡  ¡area ¡394 ¡mm^2 ¡

Different wind yaw β • Modified ¡models ¡are, ¡as ¡expected, ¡significantly ¡ lower ¡than ¡the ¡reference ¡ • Mod ¡4 ¡is ¡-­‑76%: ¡but ¡it ¡is ¡so ¡extreme… ¡

Trailing edge blow (Mod 3) vs. real boat tail (Mod 4) • Performance ¡is ¡iden8cal ¡but ¡the ¡advantage ¡for ¡ virtual ¡boat ¡tail ¡is ¡to ¡be ¡much ¡shorter. ¡ ¡

Trailing edge blow on-off • Blue ¡line ¡is ¡model ¡itself ¡and ¡the ¡red ¡line ¡is ¡ model ¡with ¡trailing ¡edge ¡blowing ¡on ¡ • When ¡easy ¡ones ¡are ¡done ¡ ¡

Conclusions • The ¡front ¡end ¡is ¡very ¡important ¡– ¡done ¡by ¡OEM ¡ • Trailer ¡has ¡separate ¡manufacturer ¡with ¡several ¡ trade-­‑off ¡for ¡volume, ¡cost, ¡easy ¡to ¡use ¡… ¡ • Role ¡of ¡aerodynamics ¡some ¡8mes ¡negleted ¡– ¡only ¡ some ¡85 ¡km/h… ¡ • Rear ¡end ¡of ¡the ¡trailer ¡focus ¡point ¡  ¡boat ¡tail ¡ • Virtual ¡boat ¡tail ¡by ¡trailing ¡edge ¡blow ¡is ¡short ¡and ¡ leaves ¡the ¡rear ¡open ¡