Roskva – Design og CFD

Studentene bak Roskva-prosjektet er Lars. J. Norberg, Erik Olsvik, Hans Ola Krog, Odd Arne Skjong og Espen Kultorp.

Dette er fjerde blogginnlegg fra 5 masterstudenter studenter ved Universitet for Miljø og Biovitenskap (UMB) som utvikler en elektrisk motorsykkel. Studentene har hver sin masteroppgave innen Maskin, Prosess og Produktutvikling. Denne måneden skal det handle om masteroppgaven til Erik Olsvik. Totaldesign & CFD – optimering (varme- og strømnings analyser) av elektrisk motorsykkel konsept.

Les om oppstarten av prosjektet her

Master levert!

Da var forskningen og det skriftlige arbeidet ferdig og levert. Det som gjenstår nå for gruppa er sammenstilling og testing. Designet er lansert og vi vil gjennom de neste månedene ha oppdateringer fra byggeprosessen da dette er noe mer interessant enn det at vi sitter foran en skjerm 24/7, noe vi har gjort de siste ukene.

Oppgaven

Oppgaven går ut på å lage et totaldesign av en elektrisk motorsykkel hvor man ønsker å optimalisere rammekonstruksjon med tanke på ergonomi, aerodynamikk, produksjon og de komponenter som skiller seg ut fra bensindrevne motorsykkler. Herunder motor, kontroller og batteripakke som hovedkomponenter. Ettersom det er vesentlig forskjell mellom komponentsammensetningen til bensindrevne motorsykler og elektriske motorsykler er det ønskelig å utvikle et konsept som utnytter disse forskjellene kontra det å direkte konvertere  et karosseri fra et bensindrevet konsept til et elektrisk konsept.

Les om dempersystemer her

Strømningsanalyse før re-design. Her ser man hvordan strømningene bør gå rundt og over føreren. (foto: Erik Olsvik)

Aerodynamikk

Optimalt sett vil vi påvirke strømningene slik at vi oppnår en laminær flow som er motsetningen til det turbulente. Andre kjente utrykk for dette er streamline, eller aerodynamisk. Dette bidrar til å redusere mengden energi som trengs for å forflytte legemet gjennom væsken (luft) som er det målet vi ønsker å oppnå. Her gjelder det å innkapsle føreren så mye som mulig da føreren bidrar til store deler av frontarealt og dannelsen av turbulens ved at seperasjonspunktet ligger lengere fremme kontra dråpeformen hvor den ligger lengere bak.

Innen motorsport er det vanlig å bruke dragarealet, CdA som et sammenlikningsgrunnlag da den tar høyde for frontarealet da dette varier hos motorsykler. For å regne ut dette brukes det som regel fysiske tilnærminger i vindtunnel eller CFD.

Simulering av varme og strømninger i motor ved kjøling. (Foto: Erik Olsvik)

Vi har brukt sistnevnte og har kommet frem til en CdA -verdi på linje med dagens superbike-motorsykkler.

Andre ting som er viktig her er luftinntak og uttak for å kunne kjøle kompontenter effektivt. Her ble det brukt verdier fra de ytre analysene til de indre analysene under tilsvarende driftsforhold.

 

Ergonomi

For at konseptet skal være et reelt alternativ til dagens kjøretøy må kjøreegenskaper og strørrelser være tilpasset til mennesket. Dette gjøres på grunnlag av forskningstatistikk på antropometriske størrelser og komfortsonene til mennesket. Her har vi brukt det 50-prosentile mennesket i hendhold til potensielt marked.

Innen ergonomi ble det også tatt hensyn til  MMI for å kjøre kjøreopplevelsen så behagelig og sikker som mulig.

Optimering

Det må sies at de mest ergonomiske løsningene ikke samsvarer med de mest aerodynamiske løsningene. Disse går heller ikke overens med de beste produksjonsmetodene med tanke på pris og enkelthet. Disse igjen samsvarer ikke med de beste komponentsammensetningene, eller beste rammeoppbygning med tanke på styrke.  I tillegg må den se stilig ut for at noen skal kjøpe den! For å kunne utvikle designet med tanke ALLE disse faktorene er det brukt MDO til å optimalisere prosessen samt det ferdig designet. Her blir hver parameter oppveid mot hverandre i forhold til hva som er viktigst ettersom hvor man befinner seg på motorsykkelen.

Det viktigste i prosessen har vert å utnytte egenskapene til karbonfiber og kompositter der dette kan gjøres da man slipper en tradisjonell ramme. Løsningen vi har gått for er en selvbærende monocoque-ramme hvor alt fra batteripakke til kåpe er bærende element. På denne måten reduseres vekten betraktelig.

Les om kompositter her

Endelig Design

Roskva Electric (Foto: Erik Olsvik)

Roskva Electric (Foto: Erik Olsvik)

Erik Olsvik

*Det er lenket til wikipedia i dette innlegget, disse er ikke godkjente referanser.

Navnet Roskva:

Roskva er norrønt for “den raske”. Roskva er kjent gjennom norrønt mytelogi som søsteren til Tjalve, begge treller (tjener) til guden Thor. Ettersom Thor var guden for torden og vær ble dette et utmerket navn til prosjektet. Lyn er elektrisitet og dette er igjen forbundet med miljø.

Følg oss gjerne på vår Facebook side eller via @RoskvaElectric på Twitter.

  • André Vagner Gaathaug

    Kan du utdype hvorfor du vil ha laminær strømning rundt sykkelen? Hva slags hastigheter tenker du at sykkelen skal bevege seg med? Et vanlig Moody diagram viser at turbulent strømning gir lavere friksjonsfaktor enn laminær strømning, hva mener du? Det virker som om du blander turbulent strømning og separasjon av grensesjikt litt om hverandre i denne teksten.

    Uansett liker jeg veldig godt ideen deres, og det er et imponerende prosjket dere gjør sammen.