Porsche 911 GT3 R : sviluppo e validazione di un modello CFD per la generazione di mappe aerodinamiche di una vettura GT3

“Aerodynamics are for people who can't build engines”, Enzo Ferrari In today’s motorsport world, this famous Enzo Ferrari quote has lost its validity, due to the rapid development of car aerodynamics pushed by the constant seek for performance. If in the 1990s the quote could be considered still valid for racing series based on modified versions of road going cars, in 2024 the aerodynamics optimization has established itself as one of the key aspects of car performance in every motor racing series all over the world. The finest example of this evolution is the Gran Turismo car class, which allows the best supercars available on the road, like the Lamborghini Huracan, Ferrari 296, McLaren 720S or the Porsche 911, to compete one against the other in professional competitions. The current iteration of the top Gran Turismo car class, the Gran Turismo 3 (GT3) category, relies heavily on aerodynamics to enhance the performances of the competitors with respect to the road cars. In this scenario, this master thesis work, developed at a request and in close collaboration with NOPE Engineering, aims to develop a reliable workflow to evaluate the aerodynamic performance of one of the best competitors in the GT3 class: the Porsche 911 GT3 R, type 992. The work here presented is based on Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, coupled with real data taken from on track test sessions to validate the results of the CFD simulations. The thesis is divided into two major parts, the first one being theoretical research, carried out on multiple aspects of the work, including official regulations, car specifications and layout, car aerodynamics theory and flow patterns, CFD theory and validation techniques. The second part is the presentation of the work performed at the NOPE Engineering facility, consisting of CFD workflow development, from geometry considerations to post processing and model tuning, aeromap generation procedure and implementation, data analysis and validation techniques. The mindset for all the presented developments has been to produce satisfying results with affordable means, in an industrial context where replicability, reliability and operational costs in economic and temporal terms are evaluated in high regards, while at the same time keeping the physical validity ond accuracy.

“L'aerodinamica è per chi non sa costruire motori”, Enzo Ferrari Nel mondo del motorsport di oggi, questa famosa citazione di Enzo Ferrari ha perso la sua validità, a causa del rapido sviluppo dell'aerodinamica delle auto, spinto dalla costante ricerca della massima prestazione. Se negli anni '90 la citazione poteva essere considerata ancora valida per le categorie basate su versioni modificate di auto stradali, nel 2024 l'ottimizzazione aerodinamica si è affermata come uno degli aspetti chiave delle prestazioni delle vetture da competizione di qualsiasi categoria. Il miglior esempio di questa evoluzione è la classe Gran Turismo, che permette alle migliori supercar disponibili su strada, come la Lamborghini Huracan, la Ferrari 296, la McLaren 720S o la Porsche 911, di competere l'una contro l'altra in competizioni professionali. L'attuale iterazione della massima classe di auto Gran Turismo, la categoria Gran Turismo 3 (GT3), si basa molto sull'aerodinamica per migliorare le prestazioni delle vetture rispetto alle auto stradali. In questo scenario, il presente lavoro di tesi, sviluppato su richiesta e in stretta collaborazione con NOPE Engineering, mira a sviluppare una metodologia di lavoro affidabile per valutare le prestazioni aerodinamiche di una delle migliori concorrenti della classe GT3: la Porsche 911 GT3 R, tipo 992. Il lavoro presentato si basa su tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD), abbinate a dati reali ricavati da sessioni di test in pista per validare i risultati delle simulazioni CFD. La tesi è divisa in due parti principali: la prima è la ricerca teorica, svolta sui molteplici aspetti del lavoro svolto, tra cui i regolamenti ufficiali, le specifiche e il layout della vettura, le basi teoriche di aerodinamica delle automobili da corsa, i fondamentali della CFD e le tecniche di validazione. La seconda parte è la presentazione del lavoro svolto presso NOPE Engineering, che consiste nello sviluppo della metodologia CFD, dalle manipolazioni della geometria al post-process e alla taratura del modello, alla procedura di generazione e sviluppo dell'aeromappa, all'analisi dei dati e alle tecniche di validazione. L'obiettivo di tutti gli sviluppi presentati è stato quello di produrre risultati soddisfacenti con mezzi accessibili, in un contesto industriale in cui la replicabilità, l'affidabilità e i costi operativi in termini economici e temporali sono valutati con grande attenzione, preservando allo stesso tempo la validità fisica e l'accuratezza.