變道超車過程的CFD數(shù)值模擬研究.pdf

1、伴隨著機(jī)械制造技術(shù)的快速發(fā)展和高速公路數(shù)量的提高，汽車高速行駛的時間比率大大增加；同時隨著汽車保有量的飛速提高，汽車在路面上的行駛工況也越來越復(fù)雜，經(jīng)常會出現(xiàn)超車、會車、隊列行駛等情況。當(dāng)汽車在高速超車時，車身周圍流場不斷急劇變化，車身周圍的空氣流場間也產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣動干擾，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)重影響車輛行駛時的穩(wěn)定和安全。我國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，給國家和人民的生命財

2、產(chǎn)帶來了極大的損失。因此研究汽車高速超車過程中的空氣動力學(xué)特性具有非常重要的意義。
　　 國際上對汽車直道超車過程的空氣動力學(xué)特性一直十分重視，但是針對變道超車過程的空氣動力學(xué)特性的研究還尚未展開。到目前為止，已經(jīng)先后有很多家知名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用CFD 模擬方法對直道超車過程進(jìn)行了仿真分析，但大部分CFD 模擬方法都采用的是不連續(xù)網(wǎng)格方法。
　　 本文基于Ahmed 汽車簡化模型，采用重疊網(wǎng)格和不連續(xù)網(wǎng)格兩種方法分別對

3、直道超車過程的外部流場進(jìn)行了數(shù)值仿真。通過比較在此過程中的主超車與被超車的阻力系數(shù)、升力系數(shù)的變化規(guī)律以及車身表面壓強(qiáng)系數(shù)分布情況，驗證了重疊網(wǎng)格應(yīng)用于超車過程外部流場數(shù)值仿真上的適用性和準(zhǔn)確性。并分析了重疊網(wǎng)格方法的計算原理和目前存在的問題，提出了解決此問題的方法。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步的開創(chuàng)性的應(yīng)用重疊網(wǎng)格方法實(shí)現(xiàn)了變道超車過程的外部流場數(shù)值仿真，通過分析主超車與被超車的阻力系數(shù)、升力系數(shù)、側(cè)向力系數(shù)的關(guān)系與變化規(guī)律