Ratings of cars by aerodynamic properties and modern approaches of 3D modeling of external body shapes

Authors

  • Volodymyr Kuzhel Vinnytsia National Technical University
  • Antonina Buda Vinnytsia National Technical University
  • Viacheslav Pavlenko Kharkiv National Automobile and Highway University
  • Oleksandr Korniev National Academy of the National Guard of Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31649/2413-4503-2023-17-1-78-86

Keywords:

modern passenger cars, modifications, aerodynamic properties of the car, drag coefficient, gasoline and electric engines, speed

Abstract

The work is devoted to the development of passenger car aerodynamics, which began at the beginning of the 20th century. Radical changes to the shape of the body are not enough, the main attention is focused on the surface elements, their optimization is being carried out while preserving the overall shape determined by the design concept. Much attention has always been paid to the improvement of car aerodynamics, especially to the study of frontal drag - the most important factor affecting the traction and operational qualities of a car. During this time, it was possible to significantly reduce the coefficient of aerodynamic resistance Sh. When developing the external shape of the body, the designers strive to give it such contours that the air flows around it as smoothly as possible, without swirls and disruptions of the flow, i.e., that the surface is visually attractive with the correct shapes and with the most streamlined silhouette.

The relevance of the problem is reduced to the improvement of the external forms of the car, therefore, during development, five components of the overall aerodynamic resistance of the car are taken into account: the resistance of the form; inductive; superficial; interference resistance and resistance of internal flows. The share of each of these components varies depending on the type of car, but, usually, shape resistance accounts for 60...70% of the total aerodynamic resistance, inductive - 7...12% (large values are typical for passenger cars), surface - about 5 ...8%, internal flow resistance - 8...11%.

The purpose of the work is to analyze the influence of the components of the overall aerodynamic resistance Cx on the operational properties of passenger cars (speed, fuel consumption, safety, convenience and comfort during driving) with the formation of a general rating assessment.

In general, it is shown that cars of the last period are characterized mainly by wedge-shaped shapes, to which almost all automobile companies in the world have switched. From the point of view of improved aerodynamic properties, these are cars of small and medium classes (classes B, C and E). On the basis of significant research in this field, the improvement of automotive technologies, aimed primarily at improving fuel economy and dynamic properties, manufacturers managed to achieve relatively low drag. At present, the best representatives of this class have closely approached the value of Сх = 0,29 ... 0,30, which is the limit for the current level of technology. Further efforts of researchers are aimed at reducing the resistance created under the hood, reducing pollution and improving acoustic characteristics.

Author Biographies

Volodymyr Kuzhel, Vinnytsia National Technical University

Ph. D. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of Automobiles and transport management department

Antonina Buda, Vinnytsia National Technical University

Ph. D. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of Automobiles and transport management department

Viacheslav Pavlenko, Kharkiv National Automobile and Highway University

Ph. D. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of Technical operation and service of cars department

Oleksandr Korniev, National Academy of the National Guard of Ukraine

Lecturer, Department of Automotive Armored Equipment

References

Буда А. Г., Кужель В. П., Юров А. В. Моделювання зовнішніх поверхонь легкового автомобіля в тривимірному просторі за допомогою сплайнів. Вісник Машинобудування та транспорту. 2018. № 1(7). С. 26–34.

Кужель В. П., Буда А. Г., Юров А. В. Сучасні підходи до моделювання зовнішніх форм легкового автомобіля в 3D-середовищі. Вісник Житомирського ДТУ. 2019. Вип. 2(82). С. 74–82.

Кужель В. П., Буда А. Г., Юров А. В. Варіанти моделювання зовнішніх форм автомобіля застосуванням сучасних технологій 3D-графіки. Сучаснi технологii в машинобудуваннi та транспортi. Науковий журнал. Луцьк: Луцький НТУ, 2018. Вип. 1(10). С. 38–43.

Кужель В. П., Буда А. Г., Юров А. В. Моделювання зовнішніх поверхонь кузова автомобіля Toyota Land Cruiser 200 за допомогою сплайнів. Матеріали VІ міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «Сучасні технології та перспективи розвитку автомобільного транспорту», 12–13 квітня 2018 р.: збірник наукових праць. Вінниця: ВНТУ, 2018. С. 110–113. URL: http://atmconf.vntu.edu.ua/material2018.pdf

Буда А. Г., Кужель В. П., Юров А. В. Графічні моделі конструювання форм кузова автомобіля. Сучаснi технологii в машинобудуваннi та транспортi. Луцьк: Луцький НТУ, 2016. Вип. 1(5). C. 32–37.

Кужель В. П., Буда А. Г., Юров А. В. До питання варіантів моделювання зовнішніх поверхонь кузова легкового автомобіля. Матеріали Х міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні технології та перспективи розвитку автомобільного транспорту», 23–25 жовтня, 2017 р.: збірник наукових праць / Міністерство освіти і науки України; Вінницький національний технічний університет та інш. Вінниця: ВНТУ, 2017. С. 114–116.

Юров А. В. Використання нових додатків CAD-системи для графічного моделювання кузова автомобіля. Тези XLV регіональної наук.-техн. конф. проф.-викл. складу, співробітників та студентів університету з участю працівників наук.-досл. організацій та інж.-техн. працівників підприємств м. Вінниці та області. Вінниця, 2016. URL: http://conf.vntu.edu.ua/allvntu/2016/pdf5

3d spline model of the body F2003 GAю URL:: http://www.sharecg.com/v/16409/3d-model/3d-spline-odel-of-the-body-F2003-GA#

Making of 'Mercedes S Class Millau' By Ali Ismail. URL: https://www.3dtotal.com/tutorial/1111-making-of-mercedes-s-class-millau-3ds-max-photoshop-by-ali-ismail-vehicle-car-mercedes-s-class

Downloads

Abstract views: 82

Published

2023-09-11

How to Cite

[1]
V. Kuzhel, A. Buda, V. Pavlenko, and O. Korniev, “Ratings of cars by aerodynamic properties and modern approaches of 3D modeling of external body shapes”, ВМТ, vol. 17, no. 1, pp. 78–86, Sep. 2023.

Issue

Section

Articles

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 > >>