基于FLUENT的汽車氣動(dòng)特性分析與減阻研究.pdf

1、無論是對(duì)于傳統(tǒng)的燃油汽車還是當(dāng)今的電動(dòng)汽車，“節(jié)能環(huán)保”是汽車設(shè)計(jì)的永恒主題。當(dāng)前世界各國(guó)面臨嚴(yán)峻的石油危機(jī)，加上汽車電池關(guān)鍵技術(shù)無法突破，使得石油這種不可再生資源暫時(shí)無法被完全被電能取代，因此設(shè)計(jì)低阻汽車具有重要意義。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，自主品牌汽車的崛起，汽車速度有了較大提升。有研究表明，汽車速度越快，風(fēng)阻越大，燃油消耗也越多，良好的車身外形能夠有效的減少汽車阻力，提升汽車的燃油效率。
　　本文以某緊湊型SUV為原型，在C

2、ATIA中建立三維曲面模型，然后在ICEM中進(jìn)行非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格的劃分，將網(wǎng)格文件導(dǎo)入FLUENT中，采用Realizable k-ε湍流模型和標(biāo)準(zhǔn)近壁面函數(shù)以進(jìn)行高精度模擬，最后將計(jì)算結(jié)果文件導(dǎo)入TECPLOT中進(jìn)行后處理。
　　首先，本文介紹了無側(cè)風(fēng)作用下汽車外流場(chǎng)的模擬流程，并計(jì)算得到氣動(dòng)阻力系數(shù)和氣動(dòng)升力系數(shù)。然后對(duì)橫擺角β分別為6deg、12deg、18deg、24deg和30deg的五種側(cè)風(fēng)工況進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果表明側(cè)

3、風(fēng)作用下汽車的氣動(dòng)特性跟無側(cè)風(fēng)的相比有很大的不同，隨著橫擺角的增大，汽車的三個(gè)氣動(dòng)力系數(shù)均會(huì)不同程度的增大，尤其以氣動(dòng)側(cè)向力系數(shù)增幅最大。然后利用CATIA的數(shù)字建模技術(shù)，選取了對(duì)汽車外形影響較大的五個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別為:前風(fēng)窗角、后風(fēng)窗角，前部上翹角，離地間隙和尾部上翹角。然后將它們進(jìn)行了五因素四水平共16個(gè)模型的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)得出了各個(gè)因素的最優(yōu)水平，將它們組合在一起得到優(yōu)化模型，同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明后風(fēng)窗角和離地間隙是對(duì)汽車氣動(dòng)阻力

4、影響程度最大的兩個(gè)因素。然后將最優(yōu)模型的四個(gè)因素固定，研究其中一個(gè)因素的變化對(duì)氣動(dòng)阻力的影響。最后對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)阻力系數(shù)0.3506，比原車模型降低了6.98％，通過分析其速度分布圖，壓力分布圖和湍動(dòng)能分布圖并與原車模型對(duì)比，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化模型的氣動(dòng)特性得到改善，找到了阻力系數(shù)減低的原因。
　　最后在正交優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了二次優(yōu)化，設(shè)置了8deg的前臉傾角，把發(fā)動(dòng)機(jī)蓋圓角半徑由200mm增大到300mm，仿真結(jié)果表