基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)汽車外形的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著高速公路的發(fā)展和汽車車速的提高，人們對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、安全性、舒適性提出了越來(lái)越高的要求。特別是世界石油價(jià)格的上漲，使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性成為汽車技術(shù)的重要課題。汽車空氣動(dòng)力特性對(duì)汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和操縱穩(wěn)定性有直接的影響。設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力特性良好的汽車，是提高汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及高速穩(wěn)定性的重要途徑。
　　目前，國(guó)內(nèi)外汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究主要采取理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法。風(fēng)洞試驗(yàn)是研究汽車空氣空力學(xué)特性的傳統(tǒng)方法，也是

2、發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證理論和數(shù)值方法的手段，但它有投資大、周期長(zhǎng)，有堵塞效應(yīng)和地面效應(yīng)等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)值模擬計(jì)算的興起，基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的數(shù)值模擬在汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究中占有越來(lái)越重要的作用，其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。它已經(jīng)能方便地獲得汽車外流場(chǎng)特征和汽車空氣動(dòng)力學(xué)特性，初步計(jì)算出汽車的空氣阻力系數(shù)，為汽車選型提供依據(jù)。
　　本論文首先回顧了國(guó)內(nèi)外在CFD汽車外流場(chǎng)數(shù)值模擬領(lǐng)域的

3、背景及研究現(xiàn)狀，闡明了本文研究所具有的現(xiàn)實(shí)意義。其次，在建立汽車外流場(chǎng)的物理數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，分析了汽車受到的力和力矩，確定了三維湍流控制方程并采用了ε?k湍流模型。然后，應(yīng)用CATIA軟件建立了汽車的自由曲面模型，采用了結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合的方式劃分網(wǎng)格。文中重點(diǎn)對(duì)FLUENT數(shù)值計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的討論與分析，得到了汽車外流場(chǎng)的特征和影響因素。最后，對(duì)汽車細(xì)部進(jìn)行了空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化分析，指出了影響汽車空氣動(dòng)力學(xué)特性的汽車造型