客車車身數(shù)值建模和周圍流場的空間離散化及模型風(fēng)洞試驗(yàn)研究.pdf

1、該課題主要在客車車身表面數(shù)值模型建立、客車周圍流場有限元數(shù)值模擬的空間離散化和客車模型風(fēng)洞試驗(yàn)三方面進(jìn)行了研究.客車車身表面數(shù)值模型建立是客車造型和客車流場數(shù)值模擬空間離散化的基礎(chǔ).課題設(shè)計制作了1:5風(fēng)洞試驗(yàn)用國產(chǎn)客車木質(zhì)模型,利用三坐標(biāo)測量機(jī)對模型表面進(jìn)行了測量.測量中探討了"網(wǎng)絡(luò)預(yù)先標(biāo)識法"和"觸點(diǎn)初坐標(biāo)調(diào)整法"等測量手段,經(jīng)實(shí)際測量應(yīng)用表明,這些方法簡便有效.該研究依據(jù)逆向工程理論,通過編制三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)與UG軟件的接口,將測量

2、數(shù)據(jù)讀入UG,利用UG強(qiáng)大的自由曲面造型功能建立了適合于描述客車表面的數(shù)值模型.客車周圍流場三維流數(shù)值模擬的空間離散化研究實(shí)現(xiàn)了由車身外表面離散點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件自動剖分生成單元、節(jié)點(diǎn)和邊界是條件的方法.在單元剖分中,使用"射線定比單元剖分法"進(jìn)行單元網(wǎng)格密度控制.對于三維單元的節(jié)點(diǎn)編號優(yōu)化工作,使用"最小節(jié)點(diǎn)數(shù)方向推進(jìn)法",實(shí)踐表明使用該法的節(jié)點(diǎn)優(yōu)化效果十分明顯.該研究在Windows98平臺上編制了客車周圍流場三維湍流有限元數(shù)值模擬的空

3、間離散化程序,初步完整地實(shí)現(xiàn)了有限元前處理的各項(xiàng)主要工作.程序?qū)嶋H運(yùn)行表明,這些方法可行有效.為客車周圍流場三維湍流數(shù)值模擬提供對比數(shù)據(jù),該課題還利用航空風(fēng)洞進(jìn)行了客車模型風(fēng)洞試驗(yàn),完整地測量了氣動六分力和車身表面壓力分布,并進(jìn)行了流態(tài)顯示試驗(yàn).空氣阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明,模型的空氣阻力系數(shù)為0.539.前圍與車頂?shù)倪^渡由較小圓角變?yōu)檩^大圓角的試驗(yàn)分析表明,空氣阻力系數(shù)可以降低23.30％.表面壓力分布數(shù)據(jù)的分析表明,試驗(yàn)用客車前置發(fā)動機(jī)