基于CFD的低速賽車前后翼設(shè)計(jì).pdf

1、FSAE賽車是一種小型的敞開輪式賽車，具有加速能力強(qiáng)、質(zhì)量輕、體積小、靈活性高等特點(diǎn)。相比其他種類的賽車比賽，F(xiàn)SAE比賽賽道寬度窄、彎道多、直道短，因而速度較小，屬于低速方程式賽車。本文的研究重點(diǎn)是探究下壓力對(duì)低速賽車性能的影響并開發(fā)一套適合FSAE比賽的負(fù)升力翼。
　　空氣動(dòng)力學(xué)是賽車運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要的一環(huán)，空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響賽車性能，已經(jīng)成為賽車比賽取勝的關(guān)鍵。本文截取典型的FSAE比賽賽道并進(jìn)行模擬分析，證明了氣動(dòng)

2、下壓力能夠明顯提升FSAE賽車的賽道表現(xiàn)。通過添加輔助的空氣動(dòng)力學(xué)裝置，能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)賽車提供氣動(dòng)下壓力。負(fù)升力翼就是典型的方程式賽車氣動(dòng)力學(xué)裝置。
　　FSAE比賽對(duì)氣動(dòng)裝置有嚴(yán)格的規(guī)則限制，多片組合翼可以在有限的設(shè)計(jì)空間內(nèi)獲取更大的下壓力。本課題引入多目標(biāo)優(yōu)化方法，對(duì)多片翼組合方式進(jìn)行優(yōu)化，選擇最優(yōu)的攻角設(shè)置和翼間間隙，保證阻力系數(shù)較小的同時(shí)獲得盡可能大的下壓力。利用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)賽車進(jìn)行數(shù)值模擬可以獲得運(yùn)動(dòng)賽車周圍的氣體流動(dòng)

3、信息，幫助分析賽車的下壓力水平和進(jìn)行前后翼的下壓力平衡。分析結(jié)果表明:不加前后翼時(shí)，賽車升力系數(shù)為正，運(yùn)動(dòng)賽車會(huì)受到升力作用并導(dǎo)致附著力丟失;加裝前后翼后，賽車在速度為20m/s時(shí)可產(chǎn)生441.0N的下壓力。
　　為了驗(yàn)證數(shù)值模擬精度和前后負(fù)升力翼對(duì)賽車性能的影響，本文對(duì)HNU2015賽車進(jìn)行了實(shí)車測試。測試分為穩(wěn)態(tài)直線測試和極限回轉(zhuǎn)測試兩部分。穩(wěn)態(tài)直線測試可獲得賽車在固定風(fēng)速下的彈簧位移數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以計(jì)算賽車的實(shí)時(shí)輪荷值并求得下