Mostrar el registro sencillo del ítem

dc.contributor.authorGarcía León, Ricardo Andrés
dc.contributor.authorGuerrero Gómez, Gustavo
dc.coverage.spatialColombiaen_US
dc.date.accessioned2025-10-28T16:44:28Z
dc.date.available2025-10-28T16:44:28Z
dc.date.issued2020-10-28
dc.identifier.issn2382-4700en_US
dc.identifier.urihttps://repositorioinstitucional.ufpso.edu.co/xmlui/handle/20.500.14167/5967
dc.description.abstractIntroducción— El sistema de frenado de un automó-vil debe trabajar en forma segura y predecible en cual-quier circunstancia, lo cual implica disponer de un nivel estable de fricción, en cualquier condición de tempera-tura, humedad y salinidad del medio ambiente. Para un correcto diseño y operación de los discos de freno, es necesario considerar diferentes aspectos, tales como la geometría, el tipo de material, la resistencia mecá-nica, la temperatura máxima, la deformación térmica, la resistencia al agrietamiento, entre otros.Objetivo— El objetivo de este estudio fue analizar el comportamiento de la temperatura y la velocidad de flujo de calor en el conducto de ventilación de un freno de disco automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-29 utilizando la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD).Metodología— Se utilizó el software de diseño Solid-Works Simulations para analizar el comportamiento del fluido (aire) en términos de velocidad y capacidad de disipación de calor.Resultados— Los resultados numéricos para el flujo de calor a través de los canales de ventilación se com-pararon con los resultados obtenidos matemáticamente. Los resultados numéricos mostraron que los discos se desempeñaron bien bajo condiciones de operación seve-ras (80 km/h y una temperatura ambiente de 12°C). Es muy importante en el diseño del disco de freno seleccio-nar la geometría apropiada, particularmente el número y la sección transversal de los conductos, y el tipo de material.Conclusiones— Los métodos numéricos ofrecen ven-tajas para seleccionar la geometría y el material y para modelar el flujo de fluido para optimizar la disipación de calor para proporcionar el máximo rendimiento para componentes adecuadamente mantenidos.en_US
dc.language.isospaen_US
dc.relationhttps://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/2301en_US
dc.titleAnálisis numérico del comportamiento térmico de un freno de disco automotriz tipo nacaen_US
dc.title.translatedNumerical analysis of the thermal behavior of a naca-type automotive disc brakeen_US
dc.contributor.cvlacRicardo Andrés García León [0001454975]en_US
dc.contributor.cvlacGustavo Guerrero Gomez [0001413037]en_US
dc.contributor.cvlacCarlos Acevedo Peñaloza [0000180750]en_US
dc.contributor.googlescholarRicardo Andrés García León [emeJT3sAAAAJ]en_US
dc.contributor.googlescholarGustavo Guerrero Gomez [La8nZsAAAAAJ]en_US
dc.contributor.googlescholarCarlos Acevedo Peñaloza [8Z3kp4cAAAAJ]en_US
dc.contributor.orcidRicardo Andrés García León [0000-0002-2734-1425]en_US
dc.contributor.orcidGustavo Guerrero Gomez [0000-0002-4316-7113]en_US
dc.contributor.orcidCarlos Acevedo Peñaloza [0000-0002-5049-8754]en_US
dc.contributor.researchgateRicardo Andrés García León [Ricardo-Garcia-Leon]en_US
dc.contributor.scopusRicardo Andrés García León [57192545232]en_US
dc.contributor.scopusGustavo Guerrero Gomez [57205119123]en_US
dc.description.abstractenglishIntroduction— The braking system of a car must work safely and predictably in any circumstance, which implies having a stable level of friction, in any condition of temperature, humidity, and salinity of the environment. For the correct design and opera-tion of the brake discs, it is necessary to consider different aspects, such as geometry, type of mate-rial, mechanical resistance, maximum tempera-ture, thermal deformation, resistance to cracking, among others.Objective— The objective of this study was to ana-lyze the behavior of temperature and velocity of heat flow in the disc brake ventilation duct with ventila-tion pillars type NACA 66-29 using Computational Fluid Dynamics (CFD).Methodology— This is the design software Solid-Works simulations for analyzing the behavior of the fluid (air) in terms of speed and heat dissipation capacity.Results— The numerical results for the heat flow through the ventilation channels are compared with the results mathematically. The numerical results that the discs performed well under severe operat-ing conditions (80 km/h and an ambient tempera-ture of 12°C). It is very important in the design of the brake disc to select the appropriate geometry, particularly the number and cross section of the ducts, and the type of material.Conclusions— The numerical methods offer advan-tages to select the geometry and the material and the flow mode of the fluid to optimize the heat dis-sipation to provide the maximum performance for the maintained components.en_US
dc.subject.proposalCFDen_US
dc.subject.proposalFEAen_US
dc.subject.proposalSolidworksen_US
dc.subject.proposalAuto-ventilaciónen_US
dc.subject.proposalNACAen_US
dc.subject.proposalFluidosen_US
dc.subject.keywordsCFDen_US
dc.subject.keywordsFEAen_US
dc.subject.keywordsSolidworksen_US
dc.subject.keywordsSelf-ventila-tionen_US
dc.subject.keywordsNACAen_US
dc.subject.keywordsFluidsen_US
dc.publisher.facultyFacultad ingenieríasen_US
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTen_US
dc.relation.referencesR. A. García-León & E. Flórez-Solano, “Estudio analítico de la trasferencia de calor por convección que afectan los frenos de disco ventilados,” Tecnura, vol. 20, Edición Especial, pp. 15–30, 2016en_US
dc.relation.referencesR. A. García-León, E. Flórez-Solano, & C. Acevedo-Peñaloza, Análisis termodinámico en frenos de disco, BO, CO: ECOE, 2018.en_US
dc.relation.referencesR. A. García-León, “Evaluación del comportamiento de los frenos de disco de los vehículos a partir del aná-lisis de la aceleración del proceso de corrosión,” Tesis pregrado, dpto Ing mec, UFPSO, OCaña, CO, 2014en_US
dc.relation.references[4] F. Talati & S. Jalalifar, “Investigation of heat transfer phenomena in a Ventilated Disk Brake Rotor with Straight radial rounded vanes,” Appl Sci, vol. 20, no. 1, pp. 3583–3592, 2008. https://doi.org/10.3923/ jas.2008.3583.3592en_US
dc.relation.references[5] R. A. García, M. A. Acosta & E. Flórez, “Análisis del comportamiento de los frenos de disco de los vehículos a partir de la aceleración del proceso de corrosión,” Tecnura, vol. 19, no. 45, pp. 53–63, 2015. https://doi. org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2015.3.a04en_US
dc.relation.references[6] R. A. García-León & E. Flórez Solano, “Estudio analítico de la transferencia de calor por convección que afectan los frenos de disco ventilados,” Tecnura, vol. 20, Ed Especial, pp. 15–30, 2016.en_US
dc.relation.referencesS. Hirasawa, T. Kawanami & K. Shirai, “Numerical analysis of convection heat transfer on high-tempe- rature rotating disk at bottom surface of air flow duct,” presented at IMECE, ASME, Mtl, QC, CA, 14-20 Nov. 2014. https://doi.org/10.1115/IMECE2014-36142en_US
dc.relation.references[8] D. Porta, C. Echeverría, A. Aguayo, J. E. H. Cardoso & C. Stern, “Calibration of a Background Oriented Schlieren (BOS),” Recent Advances in Fluid Dynamics with Environmental Applications, J. Klapp, L. Di G. Sigalotti, A. Medina, A. López & G. Ruiz-Chavarría (eds), BSL: Springer, pp. 115–124, 2016.en_US
dc.relation.references[9] L. S. Bocîi, “The influence of braking time on heat flow through the friction surfaces of the friction ele- ments of disk brakes for railway vehicles,” Transport, vol. 26, no. 1, pp. 75–78, Apr. 2011. https://doi.org/ 10.3846/16484142.2011.563494en_US
dc.relation.references[10] R. A. García & E. Pérez Rojas, “Analysis of the amount of heat flow between cooling channels in three vented brake discs,” Ing Univ, vol. 21, no. 1, pp. 71–96, 2017. https://doi.org/10.11144/Javeriana.iyu21-1. aahfen_US
dc.relation.references[11] H. B. Yan, S. S. Feng, X. H. Yang & T. J. Lu, “Role of cross-drilled holes in enhanced cooling of ventila- ted brake discs,” Appl Therm Eng, vol.91, pp. 318–333, Dec. 2015. https://doi.org/10.1016/j.applthermal- eng.2015.08.042en_US
dc.relation.references[12] R. A. García-León & E. Flórez-Solano, “Dynamic analysis of three autoventilated disc brakes,” Ing Inves- tig, vol.37, no. 3, pp. 102–114, 2017. https://doi.org/10.15446/ing.investig.v37n3.63381en_US
dc.relation.references[13] C. A. Jimenez, J. E. Rivera, J. M. Casillas, G. J. Gutiérrez, A. Medina & J. L. Arciniega, “Medición del campo de velocidad en la succión y descarga de un disco de freno automotriz con pilares de ventilación tipo gota, por medio de velocimetría por imágenes de partículas (VIP),” Rev. Congr. Iberoam. Ing. Mecánica, no. 1, pp. 1–9, 10-13 Nov. 2015.en_US
dc.relation.references[14] R. A. García-León, R. D. Echavez-Díaz & E. Flórez-Solano, “Análisis termodinámico de un disco de fre- no automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-209,” INGECUC, vol. 14, no. 2, pp. 9 – 1 8 , 2018. https://doi.org/10.17981/ingecuc.14.2.2018.01en_US
dc.relation.references[15] C. Senatore, M. Wulfmeier, I. Vlahinić, J. Andrade & K. Iagnemma, “Design and implementation of a particle image velocimetry method for analysis of running gear–soil interaction,” J Terramechanics, vol. 50, no. 5-6, pp. 311–326, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2013.09.004en_US
dc.relation.references[16] W. Hu, B. Tomg & H. Liu, “Dynamics of free straight swimming of angulla angulla including forward, braking and backward locomotion,” J Hydrodyn Ser B, vol. 19, no. 4, pp. 395–402, Aug. 2007. https://doi. org/10.1016/S1001-6058(07)60132-2en_US
dc.relation.referencesZ.-C. Huang, H.-H. Hwung, S.-C. Hsiao & K.-A. Chang, “Laboratory observation of boundary layer flow under spilling breakers in surf zone using particle image velocimetry,” Coast Eng, vol. 57, no. 3, pp. 343– 357, Mar. 2010. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2009.11.004en_US
dc.relation.references[18] R. D. Echavez-Díaz & A. Quintero-Orozco, “Estudio experimental del comportamiento dinámico del flui- do del aire a través de un disco de freno automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-209,” Tesis Licenciatura, Ing. Mec., UFPSO, San, CO, 2017. Available: http://repositorio.ufpso.edu.co/xmlui/hand- le/123456789/2363en_US
dc.relation.references[19] Z. Chi, Y. He & G. Naterer, “Convective heat transfer optimization of automotive brake discs,” SAE Int J Passeng Cars - Mech Syst, vol. 2, no. 1, pp. 961–969, Abr. 2009. https://doi.org/10.4271/2009-01-0859en_US
dc.relation.references[20] Y.-H. Ho, M. M. Athavale, J. M. Forry, R. C. Hendricks & B. M. Steinetz, “Numerical simulation of se- condary flow in gas turbine disc cavities, including conjugate heat transfer,” ASME 1996 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition, GT 1996, Birmingham, UK, Feb. 2015. https:// doi.org/10.1115/96-GT-067en_US
dc.relation.references[21] R. A. García-León, “Thermal study in three vented brake discs, using the finite element analysis,” DYNA, vol. 84, no. 200, pp. 19–27, 2017. https://doi.org/10.15446/dyna.v84n200.55663en_US
dc.relation.references[22] M. N. Dhaubhadel, “Review: CFD Applications in the Automotive Industry,” J Fluids Eng, vol. 118, no. 4, pp. 647–653, 1996. https://doi.org/10.1115/1.2835492en_US
dc.relation.references[23] M. N. Dhaubhadel, “CFD applications in the automotive industry (invited keynote presentation),” ASME, FED, vol. 239, pp. 473–480, 1996.en_US
dc.relation.references[24] J. Wurm, M. Fitl, M. Gumpesberger, E. Väisänen & C. Hochenauer,, “Novel CFD approach for the ther- mal analysis of a continuous variable transmission (CVT),” Appl. Therm. Eng, vol. 103, pp. 159–169, Jun. 25, 2016. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.04.092en_US
dc.relation.references[25] M. Pevec, I. Potrc, G. Bombek & D. Vranesevic, “Prediction of the cooling factors of a vehicle brake disc and its influence on the results of a thermal numerical simulation,” Int. J. Automot. Technol, vol. 13, no. 5, pp. 725–733, 2012. https://doi.org/10.1007/s12239-012-0071-yen_US
dc.relation.references[26] J. Ruan, P. D. Walker, P. A. Watterson & N. Zhang, “The dynamic performance and economic bene- fit of a blended braking system in a multi-speed battery electric vehicle,” Appl. Energy, vol. 183, pp. 1240–1258, Dec. 2016. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.09.057en_US
dc.relation.referencesM. Gulec, E. Yolacan & M. Aydin, “Design, analysis and real time dynamic torque control of single- rotor-single-stator axial flux eddy current brake,” IET Electr. Power Appl, vol. 10, no. 9, pp. 869–876, 2016. https://doi.org/10.1049/iet-epa.2016.0022en_US
dc.relation.references[28] A. Q. Xu, “Study on the dynamic characteristics of a high frequency brake based on giant magne- tostrictive material,” Smart Mater Struct, vol. 25, no. 6, May. 2016. https://doi.org/10.1088/0964- 1726/25/6/065001en_US
dc.relation.references[29] W. Wei, Y. Hu, Q. Wu, X. Zhao, J. Zhang, & Y. Zhang, “An air brake model for longitudinal train dyna- mics studies,” Vehicle System Dynamics, vol. 55, no. 4, pp. 517–533, 2016. https://doi.org/10.1080/0042 3114.2016.1254261en_US
dc.relation.references[30] A. Shahril, R. Samin, J. M. Juraidi & J. Daut, “Structural analysis of brake disc using dynamic simu- lation,” ARPN J Eng Appl Sci, vol. 10, no. 17, pp. 7805–7808, Sep. 2015. Available: http://psasir.upm. edu.my/id/eprint/46400/en_US
dc.relation.references[31] U. Andreaus & P. Casini, “Dynamics of friction oscillators excited by a moving base and/or driving for- ce,” J. Sound Vib, vol. 245, no. 4, pp. 685–699, Aug. 2001. https://doi.org/10.1006/jsvi.2000.3555en_US
dc.relation.references[32] Y. Cengel, “Tansferencia de calor y masa. Un enfoque práctico,” 3 ed, Mex.: McGraw-Hil, 2007.en_US
dc.relation.references[33] D. R. Flores Galindo, “Diseño de perfiles aerodinámicos,” Tesis magistral, Ing Mfg, US, ES, 2006. Avai- lable: http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/90383/fichero/TFG+Aitor+Robles+Corpa+GIA+Diseño+de +perfiles+aerodinámicos+mediante+metodolog%C3%ADa+inversa+.pdf+en_US
dc.relation.references[34] R. García-León, E. Flórez-Solano & Á. Suárez-Quiñones, “Brake Discs: a Technological Review From Its Analysis and Assessment,” Inf. Técnico, vol. 83, no. 2, pp. 217–234, 2019. https://doi. org/10.23850/22565035.1766en_US
dc.relation.references[35] A. Sobachkin, G. Dumnov & A. Sobachkin, “Base numérica de CFD integrada en CAD,” SolidWorks, MX, Informe Técnico, 2014. Available: https://www.solidworks.es/sw/docs/Flow_Basis_of_CAD_Em- bedded_CFD_Whitepaper_ESP.pdfen_US
dc.relation.references[36] A. Thuresson, “CFD and Design Analysis of Brake Disc,” Master Thesis, dpto. Appl Mech, Cth Univ Tecn, Got, Swe, 2014. Available: https://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/202010/202010. pdfen_US
dc.identifier.DOIhttps://doi.org/10.17981/ingecuc.17.1.2021.03en_US


Ficheros en el ítem

Thumbnail

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)

Mostrar el registro sencillo del ítem