PERRIN BRZガーニーフラップの空力解析

【翻訳】他社製品も解析する — PERRIN製BRZ用ガーニーフラップのCFD検証

この記事は、2013〖2016年スバルBRZにおけるPERRIN Performance製BRZ用ガーニーフラップの性能向上効果を解説するものです。VERUSが自社製品ではない他社製パーツを解析・公開した記事であり、「空力の事実」を発信する姿勢が表れています。本記事は、VERUS公式ブログ「Subaru BRZ Perrin Gurney Flap Analysis」(2016年10月17日/Mike Villano)を、日本正規代理店RK-ONLINEが翻訳・編集したものです。

PERRIN BRZガーニーフラップの空力解析

エグゼクティブサマリー

  • リフトの低減
  • ドラッグのわずかな増加
  • 空力効率の改善

作業はすべてANSYSソフトウェアで実施: 形状準備はSpaceClaim、メッシュ生成はANSYS Meshing、セットアップと解法はANSYS Fluent、ポストプロセシングはCFD-Postです。

空力フォース

PERRIN BRZガーニーフラップの空力フォース

サマリープロット

PERRIN BRZガーニーフラップの速度CFDプロット(純正)

PERRIN BRZガーニーフラップの速度CFDプロット(ガーニー装着)

上の2枚を比較すると、リアの伴流(ウェーク)が大きく変化しています。ガーニー装着モデルでは低速度領域がZ軸正方向(上方)へ移動。これはガーニーが純正BRZウィング上の気流を転向させるためです。また、ガーニー前方の低速度領域にも注目。ここは高圧ゾーンであり、このガーニーは伝統的なガーニーフラップというよりエアダムのように機能しています。

ウィングストレーキからの渦

上の図では、ウィングの垂直ストレーキから発生する渦が確認できます。この渦は、ウィングとガーニーの相互作用による圧力差が原因です。

空力係数のデルタ(差分)

CFDでも風洞でも、シミュレーションで本当に意味を持つのはデルタ(差分)です。デルタはガーニー装着モデルの係数と純正モデルの係数の差と定義されます。結果は、ドラッグ係数が11カウント増加、リフト係数が55カウント減少でした。

PERRIN BRZガーニーフラップの係数デルタ

空力フォースの変化

空力は速度の2乗に比例して変化します。だからこそ、特定の速度を指定しない限り確定的なダウンフォースの数値は言えないのです。市販車の大半は純正状態でリフトを発生させており、スバルBRZも例外ではありません。下のグラフの通り、BRZの純正リフトは低減され、ドラッグはわずかに増加しています。

PERRIN BRZガーニーフラップの空力フォースグラフ

結論

PERRIN Performance製ガーニーはBRZのリフトを低減し、ドラッグをわずかに増加させました。ドラッグは少し増えたものの、総合的な空力効率は向上しています。このガーニーは伝統的なガーニーフラップというよりスポイラーエアダム的に機能しており、Cpプロットのガーニー前方の高圧領域からそれがはっきり分かります。ダウンフォースの大部分はこの高圧領域で生まれています。BRZの空力性能を高めたいなら、PERRIN Performance製ガーニーは良い選択だと結論づけられています。

原文はこちら(VERUS公式ブログ・英語)でご覧いただけます。

VERUS Engineering製品は、日本正規代理店RK-ONLINEで全製品お取り扱いしています。

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