基于STAR-CCM+汽車超車過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)提升，公路交通以及汽車的保有量都取得了較快的發(fā)展，同時(shí)由于汽車數(shù)量不斷增加，路面上的行駛工況也越來(lái)越復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超車、會(huì)車、隊(duì)列行駛等情況。當(dāng)汽車在高速超車時(shí)，車身周圍流場(chǎng)不斷急劇變化，車身周圍的空氣流場(chǎng)間也產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣動(dòng)干擾，致使車輛所受的六分力不斷的變化，進(jìn)而造成車輛發(fā)生偏移和轉(zhuǎn)移，嚴(yán)重影響車輛行駛時(shí)的穩(wěn)定和安全。我國(guó)每年高速公路碰撞事故中與高速超車有關(guān)的占很大比例，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了極大的損失。因此研究汽

2、車超車過(guò)程中的氣動(dòng)特性具有非常重要的意義。
　　本論文針對(duì)汽車在高速超車時(shí)出現(xiàn)的行駛不穩(wěn)定性和不安全性問(wèn)題，開(kāi)展對(duì)汽車超車過(guò)程的氣動(dòng)特性仿真工作，本文將借助于STAR-CCM+平臺(tái)開(kāi)展研究工作，研究工作包括穩(wěn)態(tài)超車、瞬態(tài)超車兩個(gè)部分。穩(wěn)態(tài)超車過(guò)程中，分析汽車超車過(guò)程中流場(chǎng)的分布，噪聲的頻率分布等問(wèn)題。瞬態(tài)超車過(guò)程中利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和重疊網(wǎng)格技術(shù)，重點(diǎn)研究超車過(guò)程中的氣動(dòng)力變化規(guī)律、流場(chǎng)的變化規(guī)律、以及噪聲的變化規(guī)律。總結(jié)它們的變化規(guī)

3、律，在實(shí)際超車加以運(yùn)用。
　　首先，本文介紹汽車超車在國(guó)內(nèi)、國(guó)外研究的研究現(xiàn)狀、本課題研究創(chuàng)新點(diǎn)，研究意義。本文利用汽車外流場(chǎng)數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)，介紹了汽車空氣動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論和基礎(chǔ)知識(shí)，包括計(jì)算流體力學(xué)控制方程、所采用的湍流模型、近壁面處理方法、聲學(xué)方程、噪聲的分類、網(wǎng)格類型、軟件介紹等內(nèi)容，為下文的超車實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　其次，對(duì)穩(wěn)態(tài)超車氣動(dòng)特性研究。當(dāng)前車和后車的速度差相對(duì)較小時(shí)（5.6m/s），可以利用穩(wěn)態(tài)

4、氣動(dòng)超車模擬超車現(xiàn)象。本文采用某SUV汽車模型，選取幾個(gè)超車過(guò)程的離散位置作為研究對(duì)象。重點(diǎn)分析超車過(guò)程的氣動(dòng)力的變化、流場(chǎng)的變化、噪聲的變化，從中得出相關(guān)規(guī)律。產(chǎn)生噪聲比較大的部位有:輪胎、后視鏡、車兩側(cè)拐角處、以及A柱等。為了驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本文將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與相應(yīng)模擬的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與本實(shí)驗(yàn)是相吻合，從而保證本實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
　　最后，瞬態(tài)超車過(guò)程氣動(dòng)特性研究。在實(shí)際的超車過(guò)程中，汽車超車是瞬態(tài)的。為

5、了更好的反應(yīng)超車過(guò)程中，氣動(dòng)特性的變化、噪聲的變化、流場(chǎng)變化，本文采用瞬態(tài)超車作為穩(wěn)態(tài)超車的對(duì)比對(duì)象。在瞬態(tài)的研究中與穩(wěn)態(tài)采用相同的汽車模型，都為某SUV汽車模型，在超車過(guò)程中，重點(diǎn)分析縱向位置的變化、橫向間距的變化、以及不同車速的變化，完成不同瞬態(tài)下，超車過(guò)程的模擬。在縱向位置中選取幾個(gè)典型位置作為研究對(duì)象。橫向間距的影響變化中，兩車中間選取三個(gè)位置作為研究對(duì)象，三個(gè)不同距離位置作為參考對(duì)象，研究超車過(guò)程的氣動(dòng)力的變化，流場(chǎng)的變化，以