Road vehicles' safety under crosswind using numerical dynamic simulations

This thesis examines the impact of crosswinds on road vehicle safety, particularly focusing on the aerodynamic forces and moments that affect stability, as well as the dynamic responses of different types of vehicles. As part of a larger project funded by the PRIN 2022 call, this work evaluates aerodynamic actions acting on a vehicle during a thunderstorm and assesses the critical thresholds at which crosswinds increase the risk of lane invasion or rollover. The simulations are conducted with multi-body models of various road vehicle types, including high-sided vehicles such as two configurations of lorry, and a sedan car, using a driver controller based on a path-follower algorithm. The findings highlight critical wind angles and speeds that elevate the risk of rollover and lane invasion, which vary across vehicle configurations due to differences in mass, center of gravity, and aerodynamic profile, and due to the different relative wind speeds and attack angles, generated by the wind-vehicle interaction.

Questa tesi esamina l’impatto del vento laterale sulla sicurezza dei veicoli stradali, concentrandosi in particolare sulle forze e sui momenti aerodinamici che influiscono sulla stabilità, nonché sulle risposte dinamiche di diversi tipi di veicoli. Come parte di un progetto più ampio finanziato dal bando PRIN 2022, questo lavoro valuta le azioni aerodinamiche che agiscono su un veicolo durante un temporale e valuta le soglie critiche alle quali il vento laterale aumenta il rischio di invasione di corsia o di ribaltamento. Le simulazioni sono state condotte con modelli multicorpo di vari tipi di veicoli stradali, tra cui veicoli alti come due configurazioni di autocarri, e una berlina. I risultati evidenziano gli angoli e le velocità critiche del vento che aumentano il rischio di ribaltamento e di invasione di corsia, che variano tra le varie configurazioni di veicoli a causa delle differenze di massa, centro di gravità e profilo aerodinamico, nonché a causa delle diverse velocità relative del vento e degli angoli di attacco, generati dall’interazione vento-veicolo.