Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

Trabalhos selecionados para publicação apenas - Open Access.

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Estudo CFD de um VE em Condições de Submersão Utilizando o Simcenter STAR-CCM+

CFD Study of a EV Under Wading Condition Using Simcenter STAR-CCM+

VIEIRA, Tiago Augusto Santiago ; ARAUJO, Pedro Henrique ; CURY, Davi Machado ; ABDU, Aline Amaral Quintella ; MELO, Caiuã Caldeira de ; OREFICE, Fábio de Castro ; MONTEIRO, Henrique Carlos ;

Trabalhos selecionados para publicação apenas:

Em resposta à crescente demanda pelo desempenho de Veículos Elétricos (VEs), há um interesse crescente em examinar os efeitos de condições desafiadoras, como a travessia na água desses veículos. Dado que a maioria dos estudos anteriores sobre travessia na água se concentrou em Veículos com Motor de Combustão Interna (VCIs) convencionais, os fabricantes automotivos estão se esforçando para aprimorar sua compreensão no contexto de VEs. Embora a travessia na água seja avaliada principalmente por meio de testes físicos, a aplicação da Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) oferece uma análise mais completa e pode reduzir significativamente os custos e o tempo. O presente trabalho apresenta uma metodologia para estudar essas condições por meio de simulações CFD. O código CFD Simcenter STAR-CCM+ (2410) foi empregado para realizar as simulações. Este código foi usado para preparação da geometria, geração de malha, resolução e pós-processamento dos resultados obtidos. Uma malha aparada foi gerada para as partes fixas do VE e as rodas. . A abordagem numérica emprega o método do Volume de Fluidos (VOF) para modelagem multifásica e Reynolds Average Navier-Stokes (RANS) para modelagem de turbulência. Este estudo concentra-se na topologia da superfície da água e nas forças exercidas sobre o veículo. As forças aplicadas pela pressão da água nas superfícies do VE são avaliadas, pois podem fornecer informações valiosas sobre a vedação da cabine e da bateria. Os resultados mostram pontos de pressão na parte inferior do VE e o perfil de velocidade da água ao longo do tempo. Em conclusão, o uso de simulações CFD, especificamente empregando a metodologia apresentada, prova ser altamente benéfico na avaliação e otimização da estanqueidade do VE para evitar problemas relacionados ao motor elétrico e à bateria do VE.

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In response to the increasing demand for the performance of Electric Vehicles (EVs), there is a growing interest in examining the effects of challenging conditions, such as wading through water, on these vehicles. Given that most previous studies on wading have focused on conventional Internal Combustion Engine Vehicles (ICEVs), automotive manufacturers are endeavoring to enhance their understanding of wading in the context of EVs. While wading is primarily assessed through physical testing, applying Computational Fluid Dynamics (CFD) offers a more thorough analysis and can significantly reduce costs and time. The present work presents a methodology for study wading through CFD simulations. The CFD code Simcenter STAR-CCM+ (2410) was employed to perform the simulations. This code was used for geometry preparation, mesh generation, solving, and post-processing the achieved results. A trimmed mesh was generated for the fixed parts of the EV and the wheels. The numerical approach employs the Volume of Fluids (VOF) method for multiphase modeling and Reynolds Average Navier-Stokes (RANS) for turbulence modeling. This study concentrates on the topology of the water surface and the forces exerted on the vehicle. The forces applied by the water pressure on the EV surfaces are evaluated since they can provide valuable insights into the sealing of the cabin and the battery. The results show pressure spots on the bottom of the EV and the water velocity profile through time. In conclusion, the use of CFD simulations, specifically employing the presented methodology, proves to be highly beneficial in evaluating and optimizing the water tightness of the EV to prevent issues regarding the EV electric motor and battery.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP109

Referências bibliográficas
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Como citar:

VIEIRA, Tiago Augusto Santiago; ARAUJO, Pedro Henrique; CURY, Davi Machado; ABDU, Aline Amaral Quintella; MELO, Caiuã Caldeira de; OREFICE, Fábio de Castro; MONTEIRO, Henrique Carlos; "Estudo CFD de um VE em Condições de Submersão Utilizando o Simcenter STAR-CCM+", p. 579-584 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP109

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