基于特定行車環(huán)境的廂式貨車空氣動(dòng)力性能的研究.pdf

1、當(dāng)今世界汽車保有量飛速增長(zhǎng)，高速公路行車?yán)锍滩粩嘣黾樱缆吩O(shè)施不斷完善，同時(shí)汽車行業(yè)的技術(shù)水平不斷提高，使得在高速公路上行駛的各類汽車的數(shù)量和速度不斷增加。汽車在路面上的行駛環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，除去中央分隔帶等道路設(shè)施的影響外，各類汽車尾隨行駛等復(fù)雜行車情況也頻繁出現(xiàn)。車輛流場(chǎng)之間的相互干擾及道路設(shè)施對(duì)汽車外流場(chǎng)的干擾會(huì)嚴(yán)重影響汽車的氣動(dòng)特性，并對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性和行車安全性產(chǎn)生很大影響，甚至造成交通事故。高速行駛車輛的空氣動(dòng)力穩(wěn)定性是安全

2、行車的保證，因此研究尾隨行駛車輛的氣動(dòng)特性及中央分隔帶等道路設(shè)施對(duì)汽車氣動(dòng)特性的影響具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文的研究目的就是研究某廂式貨車和某階背式小轎車尾隨行駛時(shí)的氣動(dòng)特性，分別研究了尾隨車輛類型、兩車縱向間距、有無(wú)中央分隔帶等因素對(duì)尾隨行駛車輛外流場(chǎng)的影響，為兩車安全尾隨行駛提供理論依據(jù)。 汽車空氣動(dòng)力學(xué)的研究方法主要有理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算，本文即是結(jié)合這三種方法對(duì)研究所涉及的問(wèn)題進(jìn)行深入分析探討，對(duì)

3、研究對(duì)象所涉及的流動(dòng)現(xiàn)象、力學(xué)結(jié)果之間的因果關(guān)系提出分析見(jiàn)解，得出結(jié)論。 為了達(dá)到上述研究目的，本文從以下幾個(gè)方面對(duì)廂式貨車和小轎車尾隨行駛的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行研究： 首先對(duì)小轎車與廂式貨車尾隨行車進(jìn)行煙風(fēng)洞試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比煙風(fēng)洞試驗(yàn)流場(chǎng)分布和數(shù)值模擬計(jì)算的流場(chǎng)分布，驗(yàn)證試驗(yàn)與計(jì)算兩種方法對(duì)于尾隨行車外流場(chǎng)研究結(jié)果的一致性，說(shuō)明本課題所用數(shù)值模擬計(jì)算方法的合理性和準(zhǔn)確性。 利用穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬方法計(jì)算廂式貨車和小轎車尾隨

4、行駛的氣動(dòng)特性，改變尾隨車和被尾隨車的車型，分析車型改變對(duì)尾隨行駛的影響；針對(duì)廂式貨車尾隨廂式貨車的工況，改變兩車的縱向間距，分析不同間距對(duì)相同車型車輛尾隨行車的影響。 行駛車輛與高速道路中央分隔帶之間是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，為了模擬這種運(yùn)動(dòng)，本文把一種利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)計(jì)算的方法應(yīng)用到行駛車輛非穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)特性的模擬計(jì)算中。利用這種方法研究了廂式貨車以40m/s速度行駛的氣動(dòng)特性，通過(guò)與前人試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，證明此方法的可行性

5、。利用此方法計(jì)算了有中央分隔帶存在的廂式貨車單車行駛及尾隨行駛的空氣動(dòng)力特性，分析了中央分隔帶對(duì)高速行駛廂式貨車外流場(chǎng)的影響，為汽車外流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算中是否要考慮中央分隔帶等道路設(shè)施因素提供理論依據(jù)。同時(shí)，利用非穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法模擬了一輛運(yùn)動(dòng)廂式貨車高速超過(guò)另一輛靜止貨車時(shí)的氣動(dòng)特性，分析了橫向間距改變對(duì)兩車外流場(chǎng)的影響，為汽車安全行駛提供理論依據(jù)。 模擬計(jì)算得出：在尾隨行駛時(shí)，車型的改變對(duì)尾隨車的影響更大；廂式貨車尾隨廂式貨車時(shí)，

6、在一定縱向間距范圍內(nèi)，兩車的阻力系數(shù)隨間距減小而減小，前車的升力系數(shù)隨間距減小而增大；高速公路中央分隔帶對(duì)尾隨行車中后車的影響相對(duì)較大；運(yùn)動(dòng)貨車超過(guò)靜止貨車時(shí)，兩車橫向間距越小對(duì)兩車氣動(dòng)特性及行車安全性影響越大，間距的改變對(duì)被超車影響更大。 通過(guò)對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，研究尾隨行駛車輛表面氣流的流動(dòng)特點(diǎn)，明確車型改變、縱向間距等因素對(duì)尾隨行駛車輛氣動(dòng)特性的影響規(guī)律，分析高速公路中央分隔帶對(duì)廂式貨車單車行駛及尾隨行駛的影響，研究運(yùn)動(dòng)