小微型客車與廂式貨車混合行駛時的氣動特性研究.pdf

1、隨著我國汽車保有量的增加，道路上的車流密度越來越大，不同的車輛在行駛時或由于運(yùn)輸任務(wù)的需要組成固定車隊，或由于某些偶然因素相互尾隨而組成臨時“車隊”，在這些復(fù)雜行車環(huán)境中，車輛間的流場會相互干擾，使汽車的氣動特性發(fā)生變化。另外，車隊在實際行駛時，車隊中車輛的縱向?qū)ΨQ面很難做到前后對齊，這種橫向位置的偏斜，會對車隊中車輛的氣動特性產(chǎn)生影響。汽車車隊行駛的速度越大，車身周圍流場的變化對氣動特性的影響就越明顯。而大型車輛同小型車輛組成的混合行

2、駛車隊，氣動特性就更加復(fù)雜。小車質(zhì)量小，更易受到空氣動力的影響;而大車體積大，對周圍環(huán)境的氣動干擾大，因此這種編隊組合中車輛的外流場比單車或單一車型組成的車隊要復(fù)雜的多。
　　本課題采用理論分析、數(shù)值模擬與風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法研究了小微型客車和廂式貨車混合行駛時的氣動特性。對所涉及的流動現(xiàn)象、力學(xué)結(jié)果之間的因果關(guān)系進(jìn)行分析并得出結(jié)論。具體如下:
　　首先通過穩(wěn)態(tài)數(shù)值計算方法，采用有限體積法和RNGk-ε雙方程湍流模型對單

3、輛的廂式貨車和小微型客車的行駛過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并將模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，為后續(xù)進(jìn)行混合行駛車隊氣動特性的數(shù)值模擬提供了計算依據(jù)和保證。
　　通過穩(wěn)態(tài)模擬方法對小微型客車和廂式貨車組成的縱向?qū)R的雙車混合行駛車隊的氣動特性進(jìn)行了研究，改變兩車在車隊中的前后位置，分析了位置變化對混合行駛造成的影響。研究發(fā)現(xiàn):雙車縱向?qū)R混合行駛車隊中的車輛與單車行駛時相比，氣動阻力減小，氣動升力增大。對于同一種車型而言，處于后車位置，氣

4、動特性的變化最大;而在同一位置上，小微型客車氣動阻力系數(shù)的變化幅度超過廂式貨車，廂式貨車氣動升力系數(shù)的變化幅度超過小微型客車。
　　通過穩(wěn)態(tài)模擬方法對一輛小微型客車和兩輛廂式貨車組成的縱向?qū)R的三車混合行駛車隊的氣動特性進(jìn)行了研究，改變?nèi)囋谲囮犞械呐判蛭恢?，分析了位置變化對混合行駛造成的影響。三車縱向?qū)R混合行駛車隊中的車輛與單車行駛時相比，氣動阻力減小，氣動升力增大。同雙車車隊相比，三車車隊中車輛氣動特性的變化更加復(fù)雜，不但同

5、車輛的位置有關(guān)，還與自身及相鄰車輛的車型有關(guān)。對于小微型客車而言，處于兩輛廂式貨車中間時，氣動阻力最小;位置越靠前，氣動升力越大。而對于廂式貨車，位置越靠后，前方鄰近車輛的迎風(fēng)面積越大，氣動阻力就越小;處在小微型客車之后，另一輛廂式貨車之前的中間位置時，氣動升力最大;處在頭車位置，且后面緊隨小微型客車時氣動升力最小。綜合考慮車隊中車輛的經(jīng)濟(jì)性和安全性，三車縱向?qū)R混合行駛車隊中，小微型客車在兩輛廂式貨車后方行駛最佳編隊模式。小微型客車在

6、兩輛廂式貨車中間的編隊模式經(jīng)濟(jì)性最差，而小微型客車在兩輛廂式貨車前方行駛時，車隊的氣動穩(wěn)定性和安全性最差。
　　通過穩(wěn)態(tài)模擬方法對小微型客車與廂式貨車組成的雙車偏斜車隊進(jìn)行了研究。分析了前車與后車發(fā)生橫向偏斜時，車輛間流場的相互影響。并且研究了車型改變時，車輛流場的變化。對小微型客車雙車偏斜車隊而言，隨著前后兩車橫向偏斜距離的增大，車輛氣動阻力逐漸增大，氣動側(cè)向力則成三角函數(shù)規(guī)律變化，且后車的受到的影響更大，后車的橫擺力矩波動也較