非光滑表面對汽車尾渦結構的控制分析研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車制造業(yè)水平提高與高速公路的大范圍修建，實際行駛的汽車速度越來越快，而汽車的行駛速度對于汽車行駛時所受到的空氣阻力影響非常大，汽車行駛所受空氣阻力與行駛速度的二次成正比，增加的空氣阻力勢必提高汽車所消耗的燃料，在世界石油資源逐步緊缺的當前社會，尋求汽車節(jié)能減排、降低汽車的行駛阻力是不容緩的。而傳統(tǒng)的減小汽車空氣阻力的方法已經(jīng)遇到瓶頸，尋求新型氣動的減阻思路和方法已經(jīng)迫在眉睫。研究發(fā)現(xiàn)仿生非光滑表面具有較好的減阻效果

2、，根據(jù)此種減阻思路，將非光滑結構引入汽車車身上，研究非光滑結構對汽車尾部流場的影響，實現(xiàn)汽車的節(jié)能減阻效果。
　　本文研究的重點是針對不同車尾造型的三種車型，分別在汽車頂部、行李艙蓋、及尾部上布置凹坑型非光滑結構，分析汽車周圍速度變化、壓力變化、湍流動能變化、湍流耗散率變化等參數(shù)，研究非光滑結構的布置對汽車尾部渦流形成的控制作用，充分了解非光滑表面對尾部旋渦結構的控制行為。
　　本文使用UG軟件建立不同尾部造型的MIRA模型

3、組，并將凹坑型結構布置在汽車的頂部、尾部及階梯背汽車的行李艙蓋上，并通過風洞試驗與CFD數(shù)值仿真相結合的方式，對比分析相同工況設定下，汽車周圍壓力場與汽車所受空氣阻力系數(shù)的差別，驗證了CFD數(shù)值仿真技術的可靠性。通過分析光滑型汽車與表面非光滑型汽車周圍的速度變化、壓力變化、湍流動能變化、湍流耗散率變化等參數(shù)，研究汽車周圍流場的生成與變化，發(fā)現(xiàn)非光滑結構能有效改善汽車周圍的流場。在階梯背汽車頂部與行李艙蓋上布置凹坑型結構，能延遲汽車頂部氣

4、流分離，抑制后風窗上貓眼渦的生成，使尾部剪切渦減小和渦核中心前移，但又能使尾部主渦的渦核中心后移，減小尾部主渦的渦量;在三種不同背型汽車尾部布置凹坑型結構，能使尾部剪切渦位置處停滯的氣流繼續(xù)向下游運動，減小尾部氣流的摩擦損失，進一步減小了剪切渦的渦量大小，也使得來流更加順暢，從頂部向下游發(fā)展的氣流分離延遲，抑制了對尾部主渦的注入量，減小了尾部渦量。
　　本文研究掌握非光滑結構擾動效應的產(chǎn)生和演化機制，探討非光滑結構的擾動效應及其對