全塑車身數(shù)字風洞理論研究.pdf

1、新能源汽車是近幾年新興的汽車產業(yè)分支，世界上所有的汽車生產商都已經開始重視新能源汽車開發(fā)方面的投入。因其環(huán)保性、經濟性，新能源汽車受到了各國地區(qū)政府支持，雖然歷史不長，但新能源汽車已經逐漸發(fā)展為了汽車發(fā)展一個重要方向。同時，汽車輕量化也是世界公認的汽車發(fā)展潮流，全塑車身新能源汽車就是將兩者有機結合，目的是生產出親和中小城市市民，安全環(huán)保的新時代汽車，因此，如何使全塑車身新能源汽車在滿足國家標準要求的前提下進一步追求更高的性能，對于現(xiàn)有技

2、術是一個新的挑戰(zhàn)。
　　本文以全塑車身新能源汽車項目為出發(fā)點，以數(shù)值模擬為主要手段，結合塑料車身的特殊性，探究適用于塑料車身的特殊的優(yōu)化汽車氣動特性方式，并結合現(xiàn)有優(yōu)化手段，使現(xiàn)有車身模型得到最優(yōu)氣動特性，為實際加工提供理論依據(jù)。
　　本論文開展如下幾個方面的工作:
　　1.仿生表面排布減阻研究。基于滾塑成型工藝利于生產曲面造型復雜產品的優(yōu)勢，以數(shù)值模擬為主要手段，將不同排布方式和排布密度的非光滑單元布置在SAE（美國

3、機動車工程師協(xié)會）標模頂部，探究仿生表面排布對湍流動能、壓力分布等指標的影響，并分析原因。計算結果表明:相比其他排布形式，矩形排布形式凹坑對模型造成的減阻影響最大，且凹坑密度越大，減阻率越高，文中得到最高減阻為4.1％;
　　2.車身表面粗糙度對氣動性能的影響。通過數(shù)值模擬分析，探究不同粗糙度對同一外形車身氣動特性的影響，對比各模型外流場各性能指標，并分析造成差異原因。計算結果表明:車身表面粗糙度的增大不會對氣動阻力造成影響，但可

4、以明顯降低氣動升力，文中獲得對氣動升力最大降幅為29.47％;
　　3.非充氣輪胎對氣動性能的影響。針對塑料車身質量較輕的特點，為進一步降低整車質量，對全塑汽車選用非充氣塑料輪胎。以數(shù)值模擬為手段，以3個安裝了普通輪胎、蜂窩非充氣輪胎、輻板非充氣輪胎的SAE標模為模型，比較不同模型間流場性質的差異，并分析造成差異的原因。計算結果表明:氣動阻力基本不受塑料輪胎特殊的外形的影響，但是塑料輪胎能夠大大降低氣動升力，文中獲得氣動升力最大降

5、幅為13.27％;
　　4.車身外形優(yōu)化計算及實驗對比。利用數(shù)值模擬對設計模型進行空氣動力學計算，對其進行氣動特性評估，并根據(jù)流場特性，針對特殊細節(jié)進行優(yōu)化，具體為擾流板及底盤尾部結構，將優(yōu)化后模型進行數(shù)值模擬計算，將兩種模型結果進行對比，重點對比尾流質量，根據(jù)數(shù)值模擬對比結果表明模型經過優(yōu)化后，尾流部分湍流動能減小，動能耗散減小，且尾流負壓區(qū)最大負壓值減小，前后壓差得到緩解，氣動阻力減小。制作模型風洞，并運用Fluent驗證其流