MIRA車型非光滑表面氣流擾動減阻效能研究.pdf

1、降低汽車的空氣阻力是改善其動力性能、減少油耗的重要手段。本文開展了在汽車表面覆有非光滑（凹坑、魚鱗、溝槽）膜的減阻實驗和仿真試驗研究，以尋求非光滑表面的減阻效能、設計準則和不同幾何形狀表面對汽車外流場的擾動機理。
　　本文采用汽車空氣動力學經(jīng)典模型——MIRA快背模型，運用Fluent流體動力學軟件進行空氣動力學風洞仿真試驗，得到其風阻系數(shù)Cd，加工制作MIRA模型及支架，置于浙江大學風洞實驗室中進行與仿真條件相同的試驗得到實驗與

2、仿真值之間1.39％的誤差，保證了CFD仿真方法的可靠性。其中運用風洞試驗和計算流體力學模擬仿真相結(jié)合的方法來扣除抬高支撐的干擾，再對試驗數(shù)據(jù)進行阻塞比效應修正和水平浮力修正，提出了針對浙江大學風洞的汽車氣動阻力系數(shù)的修正方法。
　　在分析了汽車空氣動力學減阻裝置（渦流發(fā)生器、擾流件和阻流板）的氣流擾動機理的基礎上，開展了MIRA汽車模型表面非光滑單元減阻效能的研究。從挖掘非光滑表面的幾何結(jié)構(gòu)（凹坑、魚鱗、溝槽）和汽車外流場的擾動

3、機理出發(fā)，研究了非光滑表面覆膜車身外流場的特性并建立流場分析理論模型;試圖揭示非光滑結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、布置位置等對特定近壁面氣流場所產(chǎn)生的不同擾動作用及形成條件。
　　采用正交試驗法對凹坑形非光滑表面的MIRA模型進行正交試驗分析，其仿真試驗結(jié)果表明，模型氣動阻力的影響主次因素依次為凹坑深度、凹坑的深徑比、凹坑間距;針對不同位置的非光滑單元的仿真試驗結(jié)果表明，模型前部和引擎蓋位置布置非光滑單元時得到的最優(yōu)減阻率只有1.47％和-0.

4、227％，而在模型頂蓋以及背部布置凹坑時減阻率可達到5.99％和6.39％;針對不同幾何形狀的非光滑單元的仿真試驗表明，在模型頂部布置非光滑單元時，魚鱗形非光滑單元可達到8.03％的氣動減阻率，溝槽凹坑減阻率為4.30％;在模型背部布置非光滑單元時，魚鱗形非光滑單元的減阻率可達到7.86％，溝槽凹坑的減阻率為3.52％。
　　對具有最優(yōu)氣動減阻系數(shù)的非光滑表面進行減阻機理分析，在CFD軟件中繪制相關(guān)圖像:(1)車身表面壓力分布圖和