計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底部細(xì)節(jié)的轎車(chē)氣動(dòng)特性模擬.pdf

1、近年來(lái)，隨著汽車(chē)設(shè)計(jì)水平的提高和高等級(jí)公路的快速發(fā)展，汽車(chē)行駛速度逐漸提高，作用在汽車(chē)上的氣動(dòng)力也越來(lái)越大，在很大程度上影響著汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和操縱穩(wěn)定性。所以，對(duì)汽車(chē)氣動(dòng)特性的研究成為新車(chē)型開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段的重要研究任務(wù)。一般來(lái)講，汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)的研究采用仿真模擬與風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方式。其中，CFD數(shù)值模擬技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)獲得汽車(chē)的氣動(dòng)特性和流場(chǎng)的流態(tài)分布，為車(chē)型設(shè)計(jì)提供直觀依據(jù)。
　　 目前，國(guó)內(nèi)的轎車(chē)CFD模擬普遍未考慮

2、氣流流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙和外形復(fù)雜的底部結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)所帶來(lái)的干擾與影響，計(jì)算精度和氣動(dòng)造型細(xì)節(jié)不易保證。為此，本文以計(jì)算流體力學(xué)和汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合某轎車(chē)車(chē)型開(kāi)發(fā)，進(jìn)行了計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)影響的轎車(chē)氣動(dòng)特性模擬研究，具體研究和結(jié)果如下:
　　 1.進(jìn)行了轎車(chē)外流場(chǎng)的理論研究，確定使用SST k-ω湍流模型及SIMPLE算法進(jìn)行仿真。
　　 2.研究并建立了兩種CFD模擬方案的幾何模型，確定了計(jì)算域和網(wǎng)格布局。<

3、br>　　 3.進(jìn)行了不計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)影響的轎車(chē)外流場(chǎng)仿真計(jì)算，分析了車(chē)身表面壓力分布情況，并基于速度矢量圖對(duì)氣流分離現(xiàn)象和尾渦流動(dòng)情況作詳細(xì)研究。計(jì)算得出空氣阻力系數(shù)和升力系數(shù)，并將車(chē)身劃分為11個(gè)細(xì)部外形，對(duì)比分析各細(xì)部參數(shù)對(duì)整車(chē)空氣阻力系數(shù)的影響程度。
　　 4.進(jìn)行了計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)影響的流場(chǎng)仿真計(jì)算，分析了耦合內(nèi)流后，車(chē)身表面和發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)壓力分布情況，以及機(jī)艙內(nèi)的氣流流動(dòng)對(duì)整車(chē)周?chē)鲌?chǎng)流態(tài)的影響。

4、同時(shí)得到空氣阻力系數(shù)和升力系數(shù)，以及包含機(jī)艙附件和底部結(jié)構(gòu)在內(nèi)的14個(gè)細(xì)部外形對(duì)風(fēng)阻系數(shù)的貢獻(xiàn)率。
　　 5.對(duì)不計(jì)內(nèi)流與計(jì)及內(nèi)流的轎車(chē)氣動(dòng)特性進(jìn)行了量化對(duì)比分析，得出空氣阻力系數(shù)和升力系數(shù)的誤差分別達(dá)到了23.5％和111％。對(duì)比各細(xì)部外形的空氣阻力系數(shù)值，提取出對(duì)轎車(chē)氣動(dòng)特性有重要影響的氣動(dòng)造型主參數(shù)，分別為車(chē)頭、車(chē)尾、車(chē)身、格柵。
　　 6.基于氣動(dòng)造型主參數(shù)，對(duì)轎車(chē)進(jìn)行了氣動(dòng)造型優(yōu)化，通過(guò)仿真計(jì)算得到的空氣阻力系