L’analisi CFD a supporto del bike designer
L’analisi fluidodinamica computazionale (CFD) è una tecnica di simulazione ormai diffusa anche nell’industria dei beni sportivi. Di fatto consiste nel discretizzare un volume di fluido in tante minuscole celle (ordine dei milioni per una bicicletta) e per ciascuna risolvere una serie di equazioni fino a convergenza del calcolo. Gli scettici diranno che al più nel mondo bici si fa della Colorful Fluid Dynamics a mero scopo di marketing, ma non bisogna confondere ciò che viene mostrato per finalità d’immagine con ciò che viene effettivamente studiato e tenuto confidenziale per non fornire informazioni preziose alla concorrenza.
La crescente disponibilità di potenza di calcolo a costo contenuto e la maturità raggiunta da alcune piattaforme software di simulazione permette oggi una profondità di analisi che nessun bike designer/team di sviluppo professionale può permettersi di ignorare. Soprattutto in un mercato altamente competitivo dove è sempre più il marginal gain a determinare la differenza tra un successo (sportivo e/o commerciale) e un risultato mediocre o, peggio, una debacle.
Prima che la CFD diventasse uno strumento accessibile, l’unico approccio allo studio dell’aerodinamica di una bicicletta prevedeva l’utilizzo della galleria del vento, con un forte impatto sui costi e poche possibilità di procedere ad uno sviluppo comparativo per modifiche successive. A meno di avere budget illimitato, l’impiego della sola galleria del vento pone forti limitazioni alle possibili varianti di design da mettere a confronto. Tuttavia, la galleria resta un riferimento fondamentale per fornire quel riscontro sperimentale necessario alla cosiddetta “taratura” dei modelli numerici. Infatti, data la varietà di possibili approcci e parametri di modellazione (tipo di mesh, tipo di analisi, modelli di turbolenza e di transizione dello strato limite, ecc.) sarebbe ingenuo fidarsi ciecamente di un risultato numerico senza una validazione sperimentale o, più frequentemente, senza un riferimento sperimentale che permetta di fare un tuning dei parametri affinché il modello diventi affidabile.
E allora dove sta l’utilità della CFD se comunque richiede un riscontro sperimentale?
Ecco la buona notizia: dato un problema fluidodinamico (es. una bicicletta ad un certo range di velocità e angoli di incidenza) e fatto il tuning di un primo modello, non è che modificando il telaio o un componente si vada ad alterare radicalmente la fisica del problema stesso. Tanto più se le modifiche restano nei limiti delle regole UCI. Ovvero, una volta messi a punto correttamente i parametri e scelta opportunamente la fisica di base del modello, questo sarà sufficientemente robusto e affidabile anche per successive variazioni del design e dunque adeguato a fornire indicazioni sui possibili miglioramenti. Inoltre, gli stessi strumenti software di analisi CFD si sono oggi evoluti nella direzione di fornire una piattaforma integrata per l’ottimizzazione, permettendo di esplorare un ampio spazio di design in un arco temporale che era impensabile anche solo 10 anni fa.
Gregario offre all’industria ciclistica, attraverso le sue attività di consulenza B2B, una concreta competenza ed esperienza nell’implementazione di analisi fluidodinamiche. Utilizzando il software CFD StarCCM+ di Siemens Gregario è in grado di supportare durante tutto il ciclo di progettazione prodotto con analisi di dettaglio ed una reportistica accurata lo sviluppo fluidodinamico di telai e componenti. Il tutto con la tradizionale riservatezza blindata al 100% che distingue un fidato Gregario.
