計及發(fā)動機艙和底部細節(jié)的轎車氣動特性模擬.pdf

1、近年來，隨著汽車設計水平的提高和高等級公路的快速發(fā)展，汽車行駛速度逐漸提高，作用在汽車上的氣動力也越來越大，在很大程度上影響著汽車的動力性、經(jīng)濟性和操縱穩(wěn)定性。所以，對汽車氣動特性的研究成為新車型開發(fā)設計階段的重要研究任務。一般來講，汽車空氣動力學的研究采用仿真模擬與風洞試驗相結合的方式。其中，CFD數(shù)值模擬技術可以在短時間內獲得汽車的氣動特性和流場的流態(tài)分布，為車型設計提供直觀依據(jù)。
　　 目前，國內的轎車CFD模擬普遍未考慮

2、氣流流經(jīng)發(fā)動機艙和外形復雜的底部結構對流場所帶來的干擾與影響，計算精度和氣動造型細節(jié)不易保證。為此，本文以計算流體力學和汽車空氣動力學為理論基礎，結合某轎車車型開發(fā)，進行了計及發(fā)動機艙和底部結構細節(jié)影響的轎車氣動特性模擬研究，具體研究和結果如下:
　　 1.進行了轎車外流場的理論研究，確定使用SST k-ω湍流模型及SIMPLE算法進行仿真。
　　 2.研究并建立了兩種CFD模擬方案的幾何模型，確定了計算域和網(wǎng)格布局。<

3、br>　　 3.進行了不計發(fā)動機艙和底部結構細節(jié)影響的轎車外流場仿真計算，分析了車身表面壓力分布情況，并基于速度矢量圖對氣流分離現(xiàn)象和尾渦流動情況作詳細研究。計算得出空氣阻力系數(shù)和升力系數(shù)，并將車身劃分為11個細部外形，對比分析各細部參數(shù)對整車空氣阻力系數(shù)的影響程度。
　　 4.進行了計及發(fā)動機艙和底部結構細節(jié)影響的流場仿真計算，分析了耦合內流后，車身表面和發(fā)動機艙內壓力分布情況，以及機艙內的氣流流動對整車周圍流場流態(tài)的影響。

4、同時得到空氣阻力系數(shù)和升力系數(shù)，以及包含機艙附件和底部結構在內的14個細部外形對風阻系數(shù)的貢獻率。
　　 5.對不計內流與計及內流的轎車氣動特性進行了量化對比分析，得出空氣阻力系數(shù)和升力系數(shù)的誤差分別達到了23.5％和111％。對比各細部外形的空氣阻力系數(shù)值，提取出對轎車氣動特性有重要影響的氣動造型主參數(shù)，分別為車頭、車尾、車身、格柵。
　　 6.基于氣動造型主參數(shù)，對轎車進行了氣動造型優(yōu)化，通過仿真計算得到的空氣阻力系