Simulation de Cybertruck : une affaire ou un échec ?
Figure 1 – Animation transitoire du développement du flux Cybertruck
La nouvelle du Cybertruck de Tesla a été publiée le vendredi 22 novembrend et l'Internet était divisé. À travers tout ce buzz, on voulait aider les gens à se faire une idée si ce camion est une bonne affaire ou un raté. Explorons les performances aérodynamiques du Cybertruck avec Simulation SOLIDWORKS et laissez les résultats parler d’eux-mêmes.
Modélisation du Cybertruck et d'autres variantes en CAO
Il est important de comprendre le modèle CAO pour comprendre les hypothèses impliquées dans notre simulation Cybertruck. Notre modèle ne vient pas directement de Tesla. Grâce à l’utilisation des dimensions fournies dans la présentation de sortie de Tesla et de quelques photos/rendus de face et de profil sur Internet, nous avons construit un modèle 3D du Cybertruck de Tesla.
Figure 2 – Construction du Cybertruck avec SOLIDWORKS CAD
De nombreuses images étaient disponibles sur Internet, nous avons donc pu comparer des facettes importantes de notre reproduction à l'original de Tesla pour essayer de modéliser les caractéristiques aérodynamiques pertinentes.
À partir de ce modèle, nous avons introduit d'autres variantes du Cybertruck. Une avec un plateau ouvert, et une autre sans les carénages latéraux qui, étrangement, ressemble vraiment à un camion (ne faites pas attention au verre).
Figure 3 – Variantes du Cybertruck. De gauche à droite : benne fermée, benne ouverte, sans carénage.
À titre de comparaison, nous avons téléchargé un modèle CAO d'un produit concurrent (Chevy Silverado) à partir d'une base de données en ligne. Ce fichier a nécessité beaucoup de travail de nettoyage et un merci spécial à mon collègue Arun d'avoir travaillé tard pour s'en charger.
Figure 4 – Modèle Chevrolet Silverado
Finalement, nous avons introduit deux autres « véhicules » pour mesurer les extrêmes. Dans ce cas, un design en forme de larme simplifié et une simple boîte rectangulaire.
Figure 5 – Les concurrents. Modèle simplifié à l'extrême gauche et boîte simple à l'extrême droite.
Figure 6 – Mêmes surfaces frontales. Remarque : la surface avant du Silverado est légèrement plus petite que celle des autres véhicules.
Résultats de la simulation Cybertruck FLOW
Nous avons configuré tous les véhicules pour qu'ils roulent côte à côte à des vitesses typiques sur l'autoroute de 70 mph. Ceci est simulé dans Simulation SOLIDWORKS comme une sorte de « soufflerie virtuelle » mais avec des données supplémentaires pour le mouvement du sol et la rotation des pneus. Voici quelques-uns des résultats pertinents.
Turbulence
Cette première animation montre la « soufflerie » générale avec le énergie turbulente montré derrière chaque camion. Partout où il y a de la turbulence générée, il y aura de la traînée. L'énergie perdue en raison de la turbulence fera que la pression moyenne agissant sur les surfaces arrière sera beaucoup plus faible que sur les surfaces avant, ce qui entraînera une force nette agissant contre le mouvement du véhicule.
Figure 7 – Animation du champ d'écoulement
L'image suivante montre isosurfaces d'énergie turbulentes. On peut voir la plus grande quantité de turbulence sur la carrosserie caissonnée et la plus petite sur la carrosserie profilée, mais il est difficile de distinguer précisément la différence entre les modèles de camions.
Figure 8 – Isosurfaces d'énergie turbulentes
Voici un aperçu plus détaillé du Cybertruck à plateau ouvert par rapport au Silverado. Selon vous, lequel génère le plus d’énergie turbulente ?
Figure 9 – Lit ouvert vs. Silverado
Profils de pression
Si on compare les pressions agissant sur les surfaces avant et arrière, on peut voir que le différentiel dans les couleurs moyennes devrait nous donner la traînée globale. Vous pouvez voir, par exemple, que la carrosserie profilée (à droite) a des pressions relativement faibles sur sa projection avant et des pressions plus élevées sur sa projection arrière par rapport aux autres véhicules.
Résultats de glisser
À partir de là, le logiciel fait le
reste du travail pour calculer la force de traînée globale, et voici les
résultats:
Figure 11 – Résultats de la force de traînée
J'avais du mal à croire que le Cybertruck prismatique, même sans ses carénages latéraux, afficherait de meilleurs résultats en termes de traînée que l'ancien Silverado.
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À propos de Shaun Bentley
Shaun Bentley est passionné par les mathématiques appliquées et l'ingénierie, ce qui l'a conduit à explorer et comprendre les applications concrètes de la FEA, CFD, cinématique, dynamique, ainsi que la modélisation 3D et 2D. Il enseigne de nombreux cours de simulation à la fois aux nouveaux utilisateurs et aux utilisateurs avancés participant à des formations chez GoEngineer. Depuis 2006, Shaun travaille avec des outils de simulation pour résoudre des problèmes d'ingénierie réels. À chaque nouveau projet, il cherche des moyens de repousser les limites de la simulation, allant même jusqu'à écrire du code sur mesure et des macros. Il a réussi l'examen FE du Michigan et agit en tant que mentor ou consultant pour pratiquement toute industrie utilisant SOLIDWORKS, en particulier dans les secteurs de l'automobile et des outils automatisés. Il est champion de modélisation 3D rapide et l'un des premiers experts certifiés SOLIDWORKS en simulation au monde.
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