Tokai Formula Club
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プロジェクト紹介 昨年度結果報告目次
第3者からの評価 STAR-CCM+を用いた解析事例
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プロジェクト紹介
2014年度参戦プロジェクト
活動目的
社会的実践力の獲得
活動目標
全日本学生フォーミュラ大会
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第12回 全日本学生フォーミュラ大会
結果報告
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6
コスト
54位
デザイン
5位
プレゼンテーション
6位
アクセラレーション
19位
スキッドパッド
36位
オートクロス
10位
エンデュランス
5位
効率
11位
総合
6位/90チーム
総合優秀賞受賞
日本自動車工業会会長賞受賞
関東
1位
TFC歴代
2位
日本大会 －総合結果ー
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7
Formula SAE Australasia
（オーストラリア大会）
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8
オーストラリア大会
慣れない言語・進行形式に苦戦
車検も2回目でなんとかクリア
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9
Tokai Formula Club
10
コスト
20位
デザイン
17位
プレゼンテーション
14位
アクセラレーション
10位
スキッドパッド
13位
オートクロス
13位
エンデュランス
故障により出走断念
効率
故障により出走断念
総合
17位/24チーム
オーストラリア大会
－総合結果ー
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第3者からの評価
スポンサー数
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第3者からの評価
MONOist
日刊自動車新聞
日経ビジネス
ものづくり革命
Motor Fun illustrated
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活動総括
社会的実践力の獲得
全体最適化の考え方 スポンサー（会社・社会人） とのやり取り 外国人とのコミュニケーションTokai Formula Club
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目標達成のためには・・・ より高い次元
での車両開発 多方面からの情報収集
とその体制の確立 精確なロードマップを立てるノウハウの継承
今後に向けて
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Tokai Formula Club
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Formula SAEにおける空力の価値観の違い
全世界
共通
のレギュレーションTokyo Denki University Tokai University 東京電機大学 東海大学
ホイール径 10inch 13inch
エンジン 450cc 単気筒 606cc V型2気筒
エアロデバイス なし あり
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Tokai Formula Clubは
フルエアロデバイスを選択
エンジン出力に対して速度域が低い =ドラッグをほとんど無視できる タイヤ性能にまだ余力がある 空力的に設計自由度がある 走行シミュレーションで性能向上の実証済みTokai Formula Club
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ドラッグを無視
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タイヤ性能に余力
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空力的に設計自由度がある
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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サーフェスメッシュをインポート
CADは普段使い慣れているソフトを使用
→解析する際は拡張子を変換し、STAR CCM+にインポート 用いた拡張子 parasolid(.x_b)
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3DCADではあらかじめ流体領域を作成しておく
→インポートする際はパーツ単位での領域として インポートする
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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メッシュ条件・物理条件指定
メッシュ条件
サーフェスメッシャー サーフェスリメッシャー ポリヘドラルメッシャー プリズムレイヤーメッシャーTokai Formula Club
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メッシュ条件・物理条件指定
物理条件
ほとんどはデフォルメを選択 定常解析 分離型流れ etc….. 乱流モデルはk-ω乱流 SSTモデルを適用 エラー修正が難しい場合はオプションのセル品質改善を適用Tokai Formula Club
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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境界分割
サーフェスラッパーを用いるため、全て一つの領域で解析 →パーツ毎の領域としてインポートした理由 複雑に境界分割したいため、パーツ毎の領域を再び一つにまと めることで、その後の境界分割が容易になるTokai Formula Club
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境界分割と境界条件指定
分割方法 → パッチによる分割 Inlet(速度入口) Outlet(圧力出口) Floor Mirror(対称面) Inner 外側は削除 → メモリ節約のためTokai Formula Club
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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サーフェスメッシュの最適化
メッシュの基準サイズ → 0.1m
メモリ節約のためエアロデバイスのみメッシュのカスタマイズ
Ex) Front wing 最小メッシュサイズ 0.0001m 最小ターゲットサイズ 0.001m
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サーフェスメッシュの最適化
メッシュのラッピングが懸念されるところは、接触回避を設定
Ex) Front wingとFloor
Main flapとSecond flap etc….. せん断応力の設定
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サーフェスメッシュの最適化
複数回サーフェスメッシュを作成 →できるだけメッシュ数を低減(トライ&エラー) トータルの作業時間 ボリュームメッシュを修正 < サーフェスメッシュを修正Tokai Formula Club
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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ボリュームメッシュ作成
サーフェスメッシュのおよそ3倍のメッシュ数が作成される
→PCのメモリ的に650万メッシュが限度
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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計算の実行
収束判定基準を設定 パラメータだけを参照する場合 →リアルタイムでプロットして計算 Or →漸近値を設定 Ex)Downforce変化量が1.0N以内でイタレーションが 50回続いた場合終了する スカラーやベクトル、流線等を参照する場合 →計算量が必要なため計算回数を指定(最低1500回)Tokai Formula Club
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解析までの流れ(マシン全体を解析する場合)
サーフェスメッシュをインポート メッシュ条件・物理条件指定 境界分割 境界条件指定 サーフェスメッシュの最適化 ボリュームメッシュ作成 計算 評価Tokai Formula Club
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評価
スカラーシーン ベクトルシーン(平面断面) 流線 渦分布Tokai Formula Club
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評価
スカラーシーン
→表面上の圧力分布
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評価
ベクトルシーン
→速度ベクトル
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評価
流線
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評価
渦分布
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結果
Downforce 42.5kgf@40kph (目標値 41.9kgf@40kph) 177.4kgf@80kph TF2014 F1 Cl -4.3 -3.2 Cd 1.51 1.2 前面投影面積(m^2) 1.41 1.2 L/D 2.84 2.6 車重(kg) 280 650Tokai Formula Club
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各パーツの解析
フロントウイング リアウイング ディフューザー 冷却ライン 吸気系パーツ(内部流れ) 吸気系パーツ(外部流れ) バルブ抵抗の測定 バルブ抵抗解析の図Tokai Formula Club
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今年度参戦マシン
空力分野のレギュレーションが大幅に変更 →よりDFが必要になった 2015年度参戦マシン 2014年度参戦マシンTokai Formula Club
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今年度参戦マシンの主な新しい取り組み
リアウイングをスワンネック式マウントに変更
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全日本大会のご案内
開催日：2015年9月1日(火)～5日(土)
会場 ：エコパ（小笠山総合運動公園・静岡県） 当チームは6号車
