基于計算流體動力學汽車外形的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著高速公路的發(fā)展和汽車車速的提高，人們對汽車的操縱穩(wěn)定性、安全性、舒適性提出了越來越高的要求。特別是世界石油價格的上漲，使汽車的燃油經(jīng)濟性成為汽車技術(shù)的重要課題。汽車空氣動力特性對汽車的動力性、經(jīng)濟性和操縱穩(wěn)定性有直接的影響。設(shè)計空氣動力特性良好的汽車，是提高汽車動力性、經(jīng)濟性以及高速穩(wěn)定性的重要途徑。
　　目前，國內(nèi)外汽車空氣動力學研究主要采取理論分析、試驗研究和數(shù)值模擬的方法。風洞試驗是研究汽車空氣空力學特性的傳統(tǒng)方法，也是

2、發(fā)現(xiàn)和驗證理論和數(shù)值方法的手段，但它有投資大、周期長，有堵塞效應(yīng)和地面效應(yīng)等缺點。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和數(shù)值模擬計算的興起，基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的數(shù)值模擬在汽車空氣動力學研究中占有越來越重要的作用，其應(yīng)用范圍也不斷擴大。它已經(jīng)能方便地獲得汽車外流場特征和汽車空氣動力學特性，初步計算出汽車的空氣阻力系數(shù)，為汽車選型提供依據(jù)。
　　本論文首先回顧了國內(nèi)外在CFD汽車外流場數(shù)值模擬領(lǐng)域的

3、背景及研究現(xiàn)狀，闡明了本文研究所具有的現(xiàn)實意義。其次，在建立汽車外流場的物理數(shù)學模型基礎(chǔ)上，分析了汽車受到的力和力矩，確定了三維湍流控制方程并采用了ε?k湍流模型。然后，應(yīng)用CATIA軟件建立了汽車的自由曲面模型，采用了結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合的方式劃分網(wǎng)格。文中重點對FLUENT數(shù)值計算得到的結(jié)果進行了詳細的討論與分析，得到了汽車外流場的特征和影響因素。最后，對汽車細部進行了空氣動力學優(yōu)化分析，指出了影響汽車空氣動力學特性的汽車造型