轿车车身空气动力学仿真研究.doc

轿车车身空气动力学仿真研究

1.97万字 38页 原创作品，已通过查重系统


摘要 轿车在行驶过程中，受到高速流过的气流的作用，产生气动阻力。研究汽车空气动力学的主要目的就是得到较低的气动阻力系数，而外流场是空气动力学研究的重要部分。空气流流经车身上下表面，形成外流场。汽车外流场在其尾部出现分离流现象，其典型流动特征为三维、粘性、湍流。汽车外流场直接影响到汽车的外形设计、燃油经济性、操纵舒适性、安全性和噪声水平等等。因此对汽车外流场湍流数值模拟不仅具有理论意义，而且具有工程应用价值。
本文主要研究某款车两厢车型与三厢车型外流场的差异。从不可压缩的Navier-Stokes方程出发，建立了描述汽车外流场的数学模型——二维不可压缩的雷诺时均方程，选定标准 模型闭合雷诺时均方程。选择数值模拟的汽车模型及计算区域，采用非结构非均匀网格划分计算区域，用有限元法对雷诺方程进行离散。应用Fluent软件对模型进行汽车外流场数值模拟，从压力分布和速度分布两方面对比分析两厢车型和三厢车型空气动力学特性的差异。通过比较得出结论，三厢车型在驾驶室上方有较大范围的负压区，车身上下表面的压差大；而两厢车型在尾部出现了明显的尾涡。改变车身前部形状，发现当车身底部前缘的转折角用圆弧过渡后，车底进气更为顺畅。


关键词：车身外流场 空气动力学特性 数值模拟 压力分布