轎車尾流三維瞬態(tài)特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、氣動阻力是影響轎車動力性和經(jīng)濟(jì)性的重要因素,而轎車尾流對于轎車氣動阻力有著很大影響。研究汽車尾流結(jié)構(gòu)對于降低車輛氣動阻力,開發(fā)低阻力轎車有著重要意義。汽車的外流場具有三維、分離、不定常等特點(diǎn),傳統(tǒng)的數(shù)值計算采用的是穩(wěn)態(tài)模擬法,很難捕捉到尾流的全部細(xì)節(jié)特性,因此對汽車外流場進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬就顯得尤為重要。
　　本文采用瞬態(tài)數(shù)值模擬的方法,以標(biāo)準(zhǔn)MIRA模型作為研究對象,對三種不同尾部形式轎車的尾流進(jìn)行了研究,探討了DES(Detac

2、hed Eddy Simulation)分離渦模擬法在數(shù)值計算中的應(yīng)用,為改善轎車外形,控制其尾流結(jié)構(gòu)提供了參考。首先在計算流體力學(xué)軟件Fluent中使用三種不同的湍流模型對Ahmed類車體模型進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)計算,將計算結(jié)果與已有的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,確定了計算相對較精確的湍流模型。然后使用該湍流模型對三種不同尾部形式的 MIRA模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計算,對比已有的試驗數(shù)據(jù),驗證了混合網(wǎng)格方案的合理性。最后將穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果作為初始條件,采用基于SST

3、k-ω的DES法對MIRA模型進(jìn)行了瞬態(tài)計算,得到了轎車尾流區(qū)域的湍動能分布和速度分布等信息。通過對計算結(jié)果進(jìn)行分析,主要得到以下結(jié)論:
　　(1)直背式車在尾流區(qū)域的湍流動能比其他兩種車型要高,其尾渦范圍和阻力系數(shù)也最大,減小尾渦有助于降低轎車的氣動阻力。
　　(2)使用DES分離渦模擬方法對MIRA模型進(jìn)行瞬態(tài)計算所得到的阻力系數(shù)比通過穩(wěn)態(tài)計算的到的模型阻力系數(shù)要小,更接近試驗值。穩(wěn)態(tài)模擬可能會過高的估計模型尾部的湍流動