基于STAR-CCM+汽車超車過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟提升，公路交通以及汽車的保有量都取得了較快的發(fā)展，同時由于汽車數(shù)量不斷增加，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)生強烈的氣動干擾，致使車輛所受的六分力不斷的變化，進而造成車輛發(fā)生偏移和轉(zhuǎn)移，嚴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產(chǎn)帶來了極大的損失。因此研究汽

2、車超車過程中的氣動特性具有非常重要的意義。
　　本論文針對汽車在高速超車時出現(xiàn)的行駛不穩(wěn)定性和不安全性問題，開展對汽車超車過程的氣動特性仿真工作，本文將借助于STAR-CCM+平臺開展研究工作，研究工作包括穩(wěn)態(tài)超車、瞬態(tài)超車兩個部分。穩(wěn)態(tài)超車過程中，分析汽車超車過程中流場的分布，噪聲的頻率分布等問題。瞬態(tài)超車過程中利用動網(wǎng)格技術(shù)和重疊網(wǎng)格技術(shù)，重點研究超車過程中的氣動力變化規(guī)律、流場的變化規(guī)律、以及噪聲的變化規(guī)律?？偨Y(jié)它們的變化規(guī)

3、律，在實際超車加以運用。
　　首先，本文介紹汽車超車在國內(nèi)、國外研究的研究現(xiàn)狀、本課題研究創(chuàng)新點，研究意義。本文利用汽車外流場數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)，介紹了汽車空氣動力學的相關(guān)理論和基礎(chǔ)知識，包括計算流體力學控制方程、所采用的湍流模型、近壁面處理方法、聲學方程、噪聲的分類、網(wǎng)格類型、軟件介紹等內(nèi)容，為下文的超車實驗打下堅實的理論基礎(chǔ)。
　　其次，對穩(wěn)態(tài)超車氣動特性研究。當前車和后車的速度差相對較小時（5.6m/s），可以利用穩(wěn)態(tài)

4、氣動超車模擬超車現(xiàn)象。本文采用某SUV汽車模型，選取幾個超車過程的離散位置作為研究對象。重點分析超車過程的氣動力的變化、流場的變化、噪聲的變化，從中得出相關(guān)規(guī)律。產(chǎn)生噪聲比較大的部位有:輪胎、后視鏡、車兩側(cè)拐角處、以及A柱等。為了驗證本實驗數(shù)據(jù)的準確性，本文將實驗數(shù)據(jù)與相應(yīng)模擬的實驗數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)很多實驗數(shù)據(jù)與本實驗是相吻合，從而保證本實驗的準確性。
　　最后，瞬態(tài)超車過程氣動特性研究。在實際的超車過程中，汽車超車是瞬態(tài)的。為

5、了更好的反應(yīng)超車過程中，氣動特性的變化、噪聲的變化、流場變化，本文采用瞬態(tài)超車作為穩(wěn)態(tài)超車的對比對象。在瞬態(tài)的研究中與穩(wěn)態(tài)采用相同的汽車模型，都為某SUV汽車模型，在超車過程中，重點分析縱向位置的變化、橫向間距的變化、以及不同車速的變化，完成不同瞬態(tài)下，超車過程的模擬。在縱向位置中選取幾個典型位置作為研究對象。橫向間距的影響變化中，兩車中間選取三個位置作為研究對象，三個不同距離位置作為參考對象，研究超車過程的氣動力的變化，流場的變化，以