汽车外流场分析-前期报告
汽车外流场分析-前期报告
河北工业大学2015届本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：汽车外流场分析研究专业（方向）：车辆工程学生信息：110324、田野、车辆113指导教师信息：86024、武一民、教授报告提交日期：2015年3月23日内容要求：1.研究背景随着汽车工业的不断发展和制造技术的快速提高，汽车的外部造型和气动特性受到了极大的关注。
汽车气动阻力在很大程度上影响着汽车性能，尤其对于高速行驶的汽车，气动力对其性能的影响占主导地位，因此良好的空气动力稳定是汽车高速、安全行驶的前提和必要条件。
因此，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。
空气动力学是来自于汽车外部的约束条件，它主要研究的是汽车的气动特性，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、稳定性、舒适性、安全性等，还间接影响着轿车的外观款式及审美的流行趋势【1】。
汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力,升力,侧向力,横摆气动力矩,纵倾气动力矩,侧倾气动力矩6个分量。
在这6个分量中,由于当今汽车空气阻力所消耗的动力至少和滚动摩擦相当【2】，所以长期以来空气阻力系数的大小就成为衡量汽车空气动力性能的最基本的参数,因此汽车空气动力学的最主要的研究内容也就是设法降低汽车的空气阻力系数。
减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数来实现，一般而言迎风面积取决于汽车的体积，空气阻力取决于车身造型。
因此，汽车车身紧凑和流线形是提高燃油经济性、充分发挥汽车动力性的途径。
不同的车身造型会使得车身风压中心的位置不同，汽车在高速行驶的情况下，因受到气动侧向力的作用而使得汽车轮胎的附着力减小，造成汽车极其容易跑偏，即使得汽车的操纵稳定性有所下降【3】。
因此，车身气动造型的完美与否对汽车的性能有着至为重要的影响。
不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应,从而影响到汽车的各项性能。
良好的气动造型设计应该具有较小的气动阻力系数。
外流场分析报告
3 HUPO外流场分析报告项目名称：琥珀编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：HUPO汽车有限公司2012年5月目录1概述 (1)2使用软件 (1)3模型前处理与网格划分 (1)3.1CAD模型的前处理 (1)3.2有限元模型的前处理 (2)4模型求解及结果分析 (2)4.1模型求解设置 (2)4.2求解结果分析 (3)5空气阻力系数的计算 (6)6结论 (6)参考文献 (7)HUPO外流场分析1概述本报告应用CFD分析软件，对HUPO进行外流场分析，给出整车满载下的风阻系数，为设计组提供参考。
本次分析采用半车模型，车身表面采用约（8-25mm）的三角形网格；风洞尺寸为（40m ×6m×10m），其壁面网格为（400-500mm）；体网格采用六面体单元，单元总数控制在250万之内。
本报告设风洞入口边界条件为s,出口条件为压力出口，空气密度为30u/m1.225kg/m3，计算中不考虑温度变化。
2使用软件本报告使用的前处理软件为ANSA，解算器和后处理软件为Star-CCM+。
3模型前处理与网格划分汽车车身表面存在大量细小特征，要精确地模拟所有这些特征，经常会导致生成的网格单元数目巨大，从而使得求解时的计算量增加，因此在处理计算模型时对几何数模进行合理的简化。
3.1CAD模型的前处理在CATIA中将汽车模型（特别是底盘部分）作合理的简化：保留轮胎、后视镜等部件；由于底盘的复杂性，这里将车底化为平面，然后将车身表面和底盘的碎面缝合起来，形成若干个大的特征表面，将整个汽车简化为封闭的壳体；再在汽车周围形成适当的空气域（40m×6m×10m），汽车与风洞相对位置如图1所示（由于汽车的对称性，为减少计算采用半车身模型）。
图1半车几何模型3.2有限元模型的前处理网格生成采用贴体网格，由于主要关心车身周围的流场变化，特别是由于车身的影响使得车身周围的流体有分离与再附着现象，为了较合理的模拟车身表面附近的空气流动，在车身外做边界层网格，边界层以外适当放宽网格大小控制网格规模。
32.应用STAR-CCM+对汽车外流场进行分析
应用STAR-CCM+对汽车外流场进行分析Vehicle External Flow Analysis by STAR-CCM+赵志明崔津楠贾宏涛长安汽车股份有限公司汽车工程研究院CAE所摘要：本文利用STAR-CCM+对长安自主品牌汽车某车型的1：3缩比模型进行了汽车外流场CFD计算，得出风阻系数和升力系数，并与实验结果进行了对比。
关键词：汽车外流场 CFD STAR-CCM+Abstract: The external flow simulation of a clay model, which was a 1:3 scale model of a CHANA vehicle, was carried out by STAR-CCM+. The main parameters, the drag coefficient and lift coefficient, had been calculated by CFD and the simulation was compared with the experiment. Keyword: vehicle external flow CFD STAR-CCM+1 前言随着汽车工业的迅速发展，汽车舒适性、环保、节能等成为衡量汽车品质的重要指标。
汽车空气动力特性是汽车的重要特征之一，它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操作稳定性、舒适性和安全性。
通过汽车空气动力学研究来降低气动阻力、提高发动机燃烧效率、改进发动机冷却效果，不仅可以提高汽车动力性，而且还可以改善其燃油经济性。
对于高速行驶的汽车，气动力对其各性能的影响占主导地位，所以良好的空气动力稳定性是汽车高速、安全行驶的前提。
计算流体力学在汽车开发中有着重要的作用，特别是在开发前期，对造型设计有着至关重要的作用，可以说计算流体力学主导整个设计过程。
在产品开发后期，进行计算流体力学验证也是必不可少的环节。
毕业设计—汽车外流场分析【范本模板】
河北工业大学毕业设计说明书(论文)作者：田野学号：110324学院：机械工程学院系(专业)：车辆工程题目：汽车外流场分析研究指导者:武一民教授(姓名）(专业技术职务) 评阅者：(姓名) （专业技术职务）2015 年 6 月 8 日目录1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1。
2 国内外发展状况 (2)1.3 毕业设计的主要内容 (4)2 汽车外流场分析的理论基础 (5)2。
1 引言 (5)2。
2 气动力 (5)2。
3 负升力产生原理 (6)2.4 负升力与操纵稳定性 (7)2.5 空气动力学套件 (7)2.6 流体数值模拟的理论基础 (11)3 赛车外流场分析 (15)3.1 赛车车身模型的建立及简化 (15)3.2 划分网格 (16)3。
3 边界条件的设定 (17)3.4 FLUENT计算结果 (19)3。
5 赛车仿真结果分析 (19)4 空气动力学套件方案确定 (23)4。
1 前翼的设计 (23)4。
2 尾翼的设计 (26)5 加装动力学套件后赛车仿真结果分析 (29)5。
1赛车模型的建立 (29)5.2赛车仿真结果分析 (29)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1 研究背景及意义随着汽车工业的不断发展,汽车的外部造型和气动特性受到了越来越多的关注和重视。
汽车的性能在很大程度上受汽车气动力的影响，尤其对于高速行驶的汽车,气动力对其性能的影响是非常大的,因此汽车高速、安全行驶的必要前提之一就是具有良好的空气动力性能。
因此，在汽车的开发中，对汽车空气动力性能的研究越来越得到汽车制造商的重视。
空气动力是来自于汽车外部的约束，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、稳定性、安全性、操纵性、舒适性等，还会间接地影响汽车的外观及审美的流行趋势[1]。
汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力、升力、侧向力、横摆气动力矩、纵倾气动力矩、侧倾气动力矩六个分量[2].在这六个分量中，汽车空气阻力所消耗的动力和滚动摩擦所消耗的动力是大小相当的，因此气动阻力系数就成为了衡量汽车空气动力性能的最基本的一个参数，也就是说如何降低汽车的空气阻力系数成为汽车空气动力学最重要的一项研究内容。
大学生方程式赛车车身外流场SYS分析报告
大学生方程式赛车车身外流场S Y S分析报告Prepared on 22 November 2020大学生方程式赛车车身外流场ANSYS分析报告指导老师：詹振飞小组序号：第五小组小组成员：刘宇航黄志宇谢智龙陈治安重庆大学方程式赛车创新实践班二〇一六年十月摘要大学生方程式赛车起源于国外，近几年才在国内兴起并得以迅速发展，成为各个高校研发实力的侧影，因此得到了各个高校的重视，赛车外形设计更是赛车很重要的一部分，它不仅是赛车的外壳，更可以利用空气动力学来为赛车减少阻力，提高赛车的性能。
因此外形设计时赛车总体设计中很重要的一部分，通过有限元法对赛车外壳进行风洞模拟测试对赛车外形的改进及优化分析有重要的意义。
利用ANSYS中的fluent进行有限元模拟风洞试验试验，能够准确反映汽车行驶状态时的空气动力学特性数据，其研究对象主要有汽车空气动力特性和汽车各部位的流场。
ANSYS在此过程中起到极其重要的作用。
对于一辆优秀的赛车而言，它的性能不仅取决于优秀的结构设计和强劲的发动机性能，还在一定程度上取决于它的外形。
赛车的外形不仅能够影响赛车的美观度，更重要的是能够影响车身所受的阻力。
因此，如果赛车有一个好的外观设计，利用好空气动力学的原理，则能够在一定程度上减小车身的阻力，从而提高整车的性能。
本小组利用CATIA等建模软件建立了适当的赛车外观模型。
在此基础上，利用ANSYS中的Fluent进行有限元的模拟风洞试验，并得出了一定的结论，整理成报告。
关键字：CATIA三维设计，车身外流场，ANSYS，风洞模拟，有限元1.利用三维建模软件建立车身模型在2016年发布的大赛规则限定的范围内，本小组利用CATIA等相关的建模软件建立了合适的赛车车身模型，以用于后续分析。
年大赛关于车身的部分规则要求1)赛车的轴距至少为 1525mm（60 英寸）。
轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。
2)赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的 75%。
论汽车工程领域中CFD技术的应用
151工程技术1 汽车外流场分析1.1 车身整体外部流场分析 近年来， 随着赛车行业的不断兴起，对于赛车的要求也越来越高。
传统的赛车具有稳定性差、操作不灵活等缺陷。
为了弥补这一缺陷，越来越多的设计师绞尽脑汁。
其中，CFD技术可以对车身表面的压力场、速度场、气动力以及启动力矩进行准确计算，最终得出风阻系数的设计参数。
目前，CFD技术已经广泛应用于汽车行业，以设计师SatyanChandra为例，此设计师应用CFD技术对车身外形的流场进行计算，降低了赛车在户外的空气阻力，提高了赛车运行过程中的稳定性。
设计师高富东利用RNGK－ε湍流模型、流体体积法（VOF）和压力隐式算子分割（PISO）算法，对两栖车车体的相关数据进行分析，解决了传统两栖车在行进过程中误差不断加大的缺陷。
王新宇等设计师则对流罩状态、驾驶室与货箱间距和侧防护板的风阻进行分析，研究降低其阻力的方法。
实验结果表明：导流罩对降低带货箱的阻力有着不可代替的重要作用。
1.2 汽车局部流场分析 随着人民物质需求的不断增加，人们的安全意识与审美意识都在不断地提高。
所以，对于汽车行业来说，汽车设计在保证安全的同时也必须保证外形以及细节的美观。
传统汽车的整车外流场普遍具有噪声大、形式复杂的缺陷，而导致这些缺陷的主要原因在于：车轮、门把手的局部流场过大。
因此，近年来设计师的主要改革方向都是针对于局部套件而进行的，人们也越来越希望局部套件对整车性能的影响力度最小化。
相关研究人员利用Fluent软件分别研究了三种情况：第一，侧窗全连接后视镜基座模型；第二，侧窗半连接后视镜及做模型；第三 ，门外板连接后视镜基座模型；分析了三种情况对车身附近流场的影响情况。
研究结果表明：门外板连接基座的造型加大了侧窗气流的流通性，同时转动的车轮又加大了车身下部的气流。
当车轮转动时，会降低车身附近以及汽车侧面与地面的阻力数值。
傅立敏通过研究影响汽车外流畅的因素时发现，车轮辐板的面积与孔数跟整车以及车轮的气动阻力有着一定的联系。
车流分析报告
30个/万㎡
50个/万㎡
一户一个
城市
购物中心
郊区或区域性中心
高级酒店
写字楼
公寓
南京
50个/万㎡
20个/万㎡
30个/万㎡
一户一个
小结：如上述建议参数执行， XX购物中心处于南京城市副中心，共车位配置数为2200个 车位，现行车位数尚缺2200-1180=1020个。
6、非机动车统计
XX年1月31日-XX年2月6日 XX年2月12日- XX年2月21日
5、商业项目机动车位配比建议
商管团队根据过往商业物业从业经验，及前期针对同类商业物业车位的配置情 况，结合国家有关车场建设参数，提出南京车位配置数据建议:
城市
购物中心
城市中心
高级酒店
写字楼
公寓
南京
120个/万㎡
50个/万㎡
80个/万㎡
一户一个
城市
购物中心
城市副中心
高级酒店
写字楼
公寓
南京
80个/万㎡
注：购物中心所属工作员工自有非机动车辆约600辆。
说明:1、仅对固定停放点非机动车辆进行统计；2、节假日乘非机动车辆较多，工作日相 对平稳且较少；其中购物中心工作人员乘非机动车辆总数在600辆左右。即在购物中心乘 非机动车辆的最大总量在1800余辆。
客流量/日·万 法定假日 周五~日 周一~四 平均客流
商业综合 体 经营面
积㎡
4.4万
10万 9.8万 27.5万
建筑面积 约
3000
12000 2000 1400
地下非机动车停车库
可停数 总面积与车位 平时使用
量
比
率
2200
20:1
丰田landcruiser汽车外围流场的数值模拟免费范文
丰田landcruiser汽车外围流场的数值模拟2010年，我国已经成为第一大汽车消费国和第一大汽车生产国，但仍然不是汽车强国，汽车研发能力薄弱，其中汽车高速气动性能与国外高端研发行业仍然存在一定的差距。
计算流体动力学方法（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）日益成为汽车空气动力学研究的主要工具和手段，被越来越广泛地应用到汽车的研发过程中。
基于计算流体力学中的湍流理论，汽车外部流场模拟和气动阻力问题已基本解决，但是湍流模型对汽车气动升力的数值计算等问题仍存在不足。
本文从湍流模型求解中遇到的问题出发，提出了解决方法和措施，并通过汽车风洞实验来验证其有效性，为汽车空气动力学中湍流模型的应用做了一些有益的探索。
本文对丰田陆地巡洋舰landcruiser车型的外部流场进行分析。
首先运用AutoCAD对汽车模型进行了简单建模，然后在三维CAD模型基础上建立CFD 计算网格模型，运用计算流体力学软件Fluent进行计算。
并借鉴湖南大学张海峰的论文《基于湍流模型的汽车气动特性研究》的研究结果选择标准k-ε湍流模型，并在划分网格时使用了混合网格减少了网格数、并提高了计算效果。
最后对模拟的结果进行了简单的分析。
【关键词】汽车；CAD；CFD；湍流模型1 几何建模的建立几何模型我们参照实际车型的基础上对模型的棱角、弯曲处做一简化。
汽车实际尺寸为：全长5095mm，全宽1970mm，全高1930mm，轴距2850mm，绘图尺寸与实际尺寸约为1：4的比例，我们以此建立模型如图1所示。
车轮接地处由于有非常小的夹角，空间狭小，生成的网格质量很差，会影响到整个流场计算的精度。
为了解决这个问题，将车轮与地面相接的厚度截去，代之以车轮截面向地面拉伸的小立方体垫板，如图2所示。
这样，小的立方体垫板部分模拟了汽车轮胎的承重变形，对整个流场造成的影响可以忽略不计，又改善了车轮与地面相接触的网格质量。
2 模拟计算2.1 计算条件的确定汽车在道路上行驶时，除了与地面接触以外，在空间上基本不存在限制。
轿车的外流场CFD模拟与气动特性分析（可编辑）
轿车的外流场CFD模拟与气动特性分析学校代号:学号:密级:公开兰州理工大学硕士学位论文轿车的外流场模拟与气动特性分析堂僮由遣厶筵刍型连这昱垣丝刍壁驱鏊圭盘麴援埴差皇僮狃电王猩堂暄童些刍整奎牺王程诠窒握童旦期三生垒旦旦迨窒筌鲎旦塑至三生鱼旦墨旦筌燮委基金圭度??一..●,兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
吼洲三年‘月彳日作者签名:罚叛乱学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。
,、不保密≤请在以上相应方框内打“√”矿枣畚三作者签名:移期期多年年日日导师签名: ‘/弓岁今夕勿论盯吖/硕士学位论文目录摘要??.插表索引一插图索引?第章绪论.课题研究背景及意义?...课题研究背景..课题研究意义...汽车空气动力特性对经济性的影响?. .国内外研究现状综述?...国内外汽车空气动力学发展现状..国内外汽车流场数值模拟的发展现状?.本文研究内容?.第章汽车空气动力学基础理论??...空气的基本物理属性?...空气的密度..空气的粘度..空气的压缩性.流体与流动的基本特性..理想流体与粘性流体..牛顿流体与非牛顿流体?..可压流体与不可压流体?..定常流与非定常流..层流与湍流.流体力学中的基本方程...连续性方程..伯努利方程.汽车车身扰流与气动理论..气动力与气动力矩??....气动阻力...气动升力及纵倾力矩?...车身表面的压力分布一.本章小结第章汽车外流场数值模拟理论基础..汽车外流场数值模拟特点?..轿车的外流场模拟与气动特性分析.汽车外流场数值模拟的难点...空气的两种近似法?...基本控制方程?..质量守恒方程连续性方程?....动量守恒方程?..能量守恒方程?..数值计算方法?..常用数值计算方法??....有限体积法??...有限体积法的常见离散格式?. ..的求解方法.常用湍流模型....单方程.模型?.. 模型....大涡模拟??..本章小结??..第章外流场数值模拟..几何模型的建立??...计算区域的确定??一.网格的划分?....网格策略....计算网格的生成..边界条件的设定??...求解器的选择....基于压力的求解器??...基于密度的求解器??..湍流模型选取....模型?.. 模型..雷诺应力模型..大涡模拟模型..收敛性判定?...本章小结??..第章模拟结果与分析..原始模型外流场分析?.轿车车身前部结构的气动特性分析..车头后倾角对车身气动特性影响的分析??.硕士学位论文..挡风玻璃与发动机罩的倾斜角对车身气动特性影响的分析..轿车车身尾部结构的气动特性分析....后风窗斜角对整车气动特性影响的分析??....轿车车身尾部上翘角的气动特性分析..轿车离地间隙的气动特性分析??...国产某型家用轿车的气动造型优化设计?...本章小结第章总结与展望??..全文总结.展望?..参考文献?致谢??..附录攻读硕士研究生期间发表的论文??.硕士学位论文摘要汽车空气动力学是研究空气与汽车相对运动时的现象和作用的一门科学。
轿车车身外流场模拟及局部优化分析
图3 待改进车身模型-底面视图2 轿车车身外流场模拟结果及可改进局部1 外流场模拟结果整体分析车体表面附近的外流场模拟结果如图4所示。
当汽车以一定的速度在路面行驶，气流迎面而来，遇到车头钝体后一分为三：一部分向上经过发动机舱罩和顶盖流向尾部直至离开车身；一部分经过底板流向尾部直至离开车身；最后一部分从车身两边流过。
流经车身上部的气流，由于受到发动机舱盖和前挡风玻璃突变形状的影响,气流在发动机舱盖上某一位置发生分离，到挡风玻璃上某一位置又再次附着在车身上，比较均匀地流过顶盖。
到车尾处由于气流突然失去附着物,又与经过底部和侧面的气流汇合，使得此处的气流流动状况非常复杂,产生图1 待改进车身模型-正面视图图4 改进前车身对称面（Y=0）气流速度矢量图图2 待改进车身模型-后方视图图6 改进前表面切向摩擦力系数，俯视视图图7 改进前压力云图，正面视图图8 底部表面切向摩擦力系数局部视图图9 正面压力云图局部视图图5 尾部气流分离局部视图2.2 模拟结果提示的可改进局部1 发动机罩曲率，发动机罩与前窗夹角如图6所示，在发动机舱盖与前风挡交界处及前风挡上，C 低。
气流从发动机舱盖非常前端起就发生了分离现象，此时可以考虑优化发动机舱盖前端的三维曲率，发动机舱盖凸起形状，发动机舱盖的侧面形状，去改进发动机舱盖上的C f。
气流在经过凹角后会再附着在前风挡上，为减小分离区应尽量减小发动机舱盖与前风挡间的夹角，使分离线与再附着线尽量接近。
重点考虑增大发动机舱盖倾角和减小前风挡倾角，减小凹角处的涡流团，进而改进C D。
2.2.2 前轮轮罩与挡板如图7所示，车头正中间的正压区很适合开进气口格栅，左右两边的凹槽造型使得此区域的气流流速受阻，静压接近1。
车轮轮罩的楔形设计没有完整遮挡住车轮迎风面，使得气流直接冲击前轮，产生涡流，从而损失额外的湍动能。
可以考虑装置挡板或修改前脸正面锥度和轮罩设计，尽量从正面包裹遮挡前轮，引导气流从侧面流过。
……汽车行业外部环境分析
汽车产业包括汽车制造业、汽车批发零售业、汽车服务业三个门类。
汽车行业外部环境分析：一、一般环境分析。
（一）、政治环境：对于发展汽车工业，我国政府一直扮演着主导产业发展的角色。
然而实事证明迄今为止的产业政策对于提升我国汽车产业基本上失败的，新的汽车产业发展政策也事实上与市场化、提升汽车产业竞争力不相容的。
那么，在发展我国汽车产业方面，政府政策应当怎样发挥作用呢？政府制定产业政策的主要目标是发展提高生产力的人力资源和资本、培植产业集群和实施区域开发计划、激励企业竞争和鼓励企业的国际化经营。
对于发展汽车产业形成的外部性问题，如能源、交通、环境、政府管理等方面，政府负有重大责任。
当代的国际经济竞争是产业集群的竞争。
地方产业集群不仅构成当今世界经济的基本空间构架，还常常是一个国家或地区竞争力之所在。
目前，我国已经初步形成了东北地区、京津地区、长江三角洲、珠江三角洲、湖北重庆等汽车产业集群，对于打造汽车产业发展所需要的相关和支持产业体系将产生积极而深刻的影响。
《中国汽车产业“十一五”发展规划纲要》的颁布以及一系列产业政策技术标准的出台，汽车行业将进一步向规范化、法制化发展。
交通基础设施建设和节能环保汽车的推行，使汽车消费环境加快改善。
同时，随着二手车市场的发展，《二手车流通管理方法》的出台引入竞争机制，简化二手车交易程序，二手车市场趋向良性发展。
国家引导和鼓励生产低能耗、低污染、小排量汽车的政策的出台，推动了汽车产业格局和消费结构的变化，并可能为小排量汽车的产品竞争带来新一轮的震荡。
同时，我国出台的进口关税等一系列政策有利于国产汽车的竞争。
（二）、经济环境经济发展阶段所面临的机遇是影响一国产业竞争优势的可变因素。
首先，目前，住宅、汽车、城乡基础设施建设等产业以及为生产和生活提供支持的服务业，正在成为我国新一轮经济增长期的高增长行业。
其次，目前几乎所有的汽车跨国公司为中国汽车产业的良好投资前景所吸引，纷纷在中国本土设立生产基地和产品供销体系，并积极开展各种形式的汽车资产重组活动。
发动机舱内外流场与温度场分析
发动机舱内外流场与温度场分析研究1 课题研究的背景、目的及意义1.1 研究的背景随着车辆总体性能要求的日益提高,冷却系统的设计难度与日俱增,冷却不充分已经成为影响车辆总体性能的重要问题之一。
冷却系统是发动机的重要组成部分，其匹配与调节能力直接影响到整车运行的经济性、可靠性、舒适性以及排放能力。
为了避免冷却系统的问题对整车总体性能所造成的负面影响,尽可能分别使冷却系统与整车之间以及冷却系统内各部件之间达到较好的匹配设计，分析发动机舱内外流场和温度场，对冷却系统进行优化设计是汽车生产企业值得关注的问题。
汽车发动机舱是一个半封闭的空间,舱内包括了冷却系统、发动机及进气排气系统、传动装置、空调以及液压设备等元件,结构布置非常紧凑。
发动机舱的各部件在结构、空间和能量传递上是相互关联的。
汽车运行时，由于某些部件的内部发热如发动机以及发动机舱与外部环境的换热，从而引起各部件之间的相互换热，导致发动机舱内各部件的温度分布有所不同。
发动机舱的某些部件，例如电子设备、控制电路或者控制器等，其稳定和可靠的工作对所处的温度和温度变化有着限定的要求。
汽车发动机舱散热效率直接影响汽车的动力性和燃油经济性,发动机舱内温度过高时,使得汽车的动力性和燃油经济性大大降低,若发动机舱温度太高,还可能造成发动机舱的自燃。
为了保证汽车运行稳定性和可靠性，需要对发动机舱各部件进行精心的布局与设计，以保证和提高汽车的性能和可靠性。
随着对汽车动力性、排放性能、经济性以及可靠性等方面要求的日益提高,汽车的发动机舱内元件变得越来越模块化,布置也越来越紧凑,这给发动机舱散热带来了更大的挑战，使汽车的散热问题成为国内外研究者关注的焦点之一。
在新车开发过程中,研究发动机舱的散热是一项重要的工作。
传统的实验测试要在原型车制造出来才能实施,开发周期长,成本高,所以在车身设计和发动机舱总布置过程中,进行发动机舱的散热情况分析,找出最恶劣的工况下,发动机舱温度最高的位置和影响因素,为车身定型和发动机舱总布置提供理论依据。
汽车外流场研究
１ ０ ９
工 业 技息 ２ ｏ ｌ ３ ￣ ２ １ 期． Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｎ 。 ｖ ＿ ２ ０ １ ３
提 供参考 。
关键词
外 流 场 ；Ｃ ｄ ；Ｇ Ｆ Ｄ；空 气动 力 学 ；风 阻 系数
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ Ｏ Ｏ ｌ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ２ １ ． ０ ３ ６
１ 概 述
世界 能 源 的危 机 ，石 油价 格 上 涨 ，使 得 人们 对 汽车 的 燃 料 经 济 性 要 求 不 断 提 高 。 同时 人 们 对 汽 车 的 升 力 导 致 的 操 纵 稳 定 性 、 侧 风 稳 定 性 和 气 动 噪 音 、车 尾 扬 尘 等 问 题 越 来 越 关 注 ，这 些 特 性 与 汽 车 空 气动 力 学 息 息 相 关 。 汽 车 空 气动 力学 的 研 究 方 法 主 要 有 三 种 ， 道路 试 验 法 和 风洞 试验 法和 计 算流 体 力学 Ｃ Ｆ Ｄ （ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ）法 。风洞 实测 方 法造价 高 、耗 资大 ，而 且试 验 周 期长 ；道路 试 验又 受 自然 条 件 、交 通状 况 限制 较 多 ，也 不 容易 得 到准 确结 果 。 Ｃ Ｆ Ｄ 法 近 年来 成 了研 究汽 车 流场 主 流 工具 。可 以在 新车 设 计初 期造 型阶 段进 行 空 气动 力性 能 预测 ，为 造 型及 工程 人 员优 化 产 品设 计提 供 重要 依 据 ，能 够 随时 修 改部 件 模型 ，而试 验 却要 受 到很 多 限制 ，明显 节 约物 力 、财 力 、缩 短 开发 周期 。 本 文 应 用 国 际 主流 厂 研 究 经 验 ，采 用 Ｓ ＴＡＲ—Ｃ Ｄ软 件 ，以Ｓ ＵＶ 车 型 为例 ，通 过 对车 身 、局 部要 素进 行 详细 的 Ｃ Ｆ Ｄ 仿真 分析 ，提 出优 化 方案 。
服务区车流量分析报告范文
服务区车流量分析报告范文英文回答：Traffic Flow Analysis Report.Introduction:This report aims to analyze the traffic flow in a service area. The analysis will provide valuable insights into the volume of vehicles passing through the area, which can be useful for planning and improving transportation infrastructure.Methodology:To conduct this analysis, we collected data from various sources, including traffic cameras, road sensors, and GPS tracking devices installed in vehicles. The data was collected over a specific period, typically a week or a month, to ensure a comprehensive analysis.Findings:Based on the data collected, we observed a significant variation in the traffic flow throughout the day. The highest volume of vehicles was recorded during peak hours, typically in the morning and evening rush hours. This indicates a high demand for transportation services during these times.Furthermore, we found that the traffic flow was influenced by several factors, including the day of the week and weather conditions. On weekdays, the traffic was significantly higher compared to weekends, suggesting that the majority of vehicles passing through the service area are commuters. Additionally, heavy rainfall or snowfall resulted in reduced traffic flow, as people tend to avoid traveling during adverse weather conditions.Moreover, we identified certain patterns in the traffic flow based on the type of vehicles. Commercial vehicles, such as trucks and delivery vans, were more prevalentduring weekdays, particularly in the morning hours. This indicates a higher demand for goods transportation during that time. On the other hand, passenger cars and motorcycles were more commonly observed during weekends, suggesting recreational or leisure travel.Implications:The findings of this analysis have several implications for transportation planning and infrastructure development. Firstly, it is crucial to address the issue of congestion during peak hours by implementing measures such as traffic signal optimization, road widening, or introducing public transportation options. This would help alleviate traffic congestion and improve the overall flow of vehicles.Secondly, the analysis highlights the need for better weather monitoring systems and efficient response mechanisms during adverse weather conditions. By providing real-time information about weather conditions and suggesting alternative routes, travelers can make informed decisions and avoid unnecessary traffic congestion.Lastly, the variation in traffic flow based on vehicle types emphasizes the importance of designing road networks that cater to the specific needs of different vehicles. Separate lanes or designated routes for commercial vehicles can help streamline the traffic flow and reduce congestion.Conclusion:In conclusion, this traffic flow analysis report provides valuable insights into the volume of vehicles passing through a service area. The findings highlight the need for effective transportation planning and infrastructure development to address congestion, weather-related disruptions, and the specific requirements of different vehicle types.中文回答：服务区车流量分析报告。
汽车工程CFD技术应用研究
汽车工程CFD技术应用研究【摘要】如今随着技术的不断完善以及经济的快速发展，汽车的成本正在逐渐下降，质量也在不断提高。
汽车工程领域呈现出蓬勃发展的态势，创造了巨大的市场空间。
本文将着重针对汽车工程领域中CFD技术进行深入研究，以此来得到一些经验，促进汽车工程领域的快速发展。
【关键词】汽车工程领域；CFD技术；研究如今社会各界对于汽车的要求越来越高，因此就需要能够应用各种高科技技术手段来提高汽车的整体应用效果，确保其质量达标，提供更加多样化的服务。
在此背景下应用CFD技术具有较强的应用优势，展现出了更强的可靠性和稳定性。
1关于汽车外流场的研究1.1整体角度。
首先从整体的角度来对汽车外流场进行深入研究，现代的审美观越来越追求整体的感受，讲究一种汽车带来的金属质感以及美感。
在进行设计的过程中，要着重针对外部流场的造型进行研究，确保能够提高车辆的反应速度，使得汽车能够在行驶的过程中降低阻力，这也有利于汽车能够降低汽油的消耗量，展现出更强的应用优势。
在应用了CFD技术之后，可以着重针对整体的流程进行重新设计，通过仿真技术来得到更加优质的外流场设计方案，并通过一些科学的数据测算，进行相关优化工作。
不仅能够使得汽车的性能得到有效的增强，还能够提高汽车使用的安全性。
1.2局部角度。
从局部的角度看来时，还需要对汽车内部的流场布局进行重新设计，提高其整体的装饰感觉，融入美学特征。
在目前汽车运行的过程中，由于多种因素的影响，很有可能在一些高速行驶的状态下出现较大的噪音，这样就有可能给汽车使用者带来不利的驾驶感受。
如果这些声音过大，还有可能导致驾驶员的注意力无法集中，从而未出现安全事故埋下不利隐患。
在应用了CFD技术之后，能够建立起汽车内部的一些模型，通过这种技术能够实现对各种汽车构件之间的布局分析，然后从中选择出更加优质的布局方案。
要尽量确保一些基本性的功能不能够被缩减，在此基础上增添一些新的功能，体现出人性化设计，带来一种舒适感。
汽车外流场分析报告
目录1 概述 (2)2 FLUENT简介 (2)3 模型前处理与网格划分 (4)3.1UG模型的前处理 (4)3.2有限元模型的前处理 (4)4 模型求解及结果分析 (5)4.1模型求解设置 (5)4.2 求解结果分析 (5)5 空气阻力系数的计算 (10)参考文献 (11)1．概述在早期车型开发中，应用CFD数值模拟可为车身气动外形的初选提供依据，方便、直观地了解汽车各部分的分离情况和尾部涡系结构及分布情况，初步计算出整车的风阻系数，为进一步细化设计提供依据。
下面对G08轿车整车进行外流场分析，给出整车的风阻系数值。
汽车外流场分析过程的流程图如图1。
图1 汽车外流场分析过程流程图2．FLUENT简介这里使用FLUENT软件进行车身外流场的分析，下面对该软件作一简要介绍。
FLUENT是一个用于模拟和分析在复杂几何区域内的流体流动与热交换问题的专用CFD软件。
FLUENT提供了灵活的网格特性，用户可方便地使用结构网格和非结构网格对各种复杂区域进行网格划分。
对于二维问题，可生成三角形单元网格和四边形单元网格；对于三维问题，提供的网格单元包括四面体、六面体、棱锥、楔形体及杂交网格等。
FLUENT 还允许用户根据求解规模、精度及效率等因数，对网格进行整体或局部的细化和粗化。
对于具有较大梯度的流动区域，FLUENT提供的网格自适应特性可让用户在很高的精度下得到流场的解。
FLUENT基本的求解步骤如图2。
图2 FLUENT求解的流程图3．模型前处理与网格划分汽车车身表面存在大量细小特征，要精确地模拟所有这些特征，经常会导致网格生成失败，求解时的计算量也成倍增加，所以对模型进行必要的简化和几何清理就显得尤为重要。
3.1UG模型的前处理在UG中将汽车模型（特别是底盘部分）作适当的简化，保留后视镜、保险杠、门把手、轮胎等部件，模拟车底的真实凸凹形状。
然后将车身表面和底盘的碎面缝合起来，形成若干个大的特征表面，即将整个汽车简化为封闭的壳体；再在汽车四周形成一适当大的空气域（如40m×12m×10m）。
基于CFD的某汽车外流场数值模拟与分析_雷荣华
研究与分析
2015 年第 4 期 （ 第 28 卷， 总第 138 期）
图4
车身表面声压云图
3
结
论
（ 1 ） 汽车前后的压差阻力主要源于汽车周围的 压强分布， 且车速越大， 发动机克服的总阻力中气动 阻力所占比例也越大。通过优化车身外形， 减少汽车 头部的压力或者升高汽车尾部的压力 ， 都可以有效降
图2 风阻系数 C d 试验值与模拟值
2． 1
压强云图分析 图 3 为汽车对称面压强分布云图。
2012． 学，
· 25·
车身声压计算得到， 值的大小表明了单位时间向外辐 ［4 ］ 射声能的能力 。 从图中可看出， 前脸、 后视镜和 A 柱的声功率分布比较集中， 辐射噪声的能力比较强。 从前面对于压强云图的分析得知 ， 汽车压强最大部位 为前脸和后视镜处， 因此， 在压强梯度高、 声功率值大 产生的气动噪声的能力也较强。 的地方，
·机械研究与应用·
*
基于 CFD 的某汽车外流场数值模拟与分析
雷荣华
（ 重庆交通大学 机电与汽车工程学院，重庆 400074 ）
摘
要： 运用流体力学 STAＲ－CCM+ 分析软件， 对某自主品牌车型外流场进行了阻力系数的数值模拟 ， 通过试验和模
Hale Waihona Puke 拟数据的对比， 得到了比较合理的结果 。并计算出了压力分布图和声功率图 ， 根据模拟结果提出了一些有利于减小 汽车阻力系数， 提升汽车性能与乘员舒适性的建议 ， 为汽车外形设计方提供了参考 。 关键词： STAＲ－CCM+ ； 数值模拟； 外形优化 中图分类号： TH122 文献标志码： A 文章编号： 1007－4414 （ 2015 ） 04－0024－02
汽车周围的气流场的数值模拟报告
汽车周围的气流场的数值模拟报告摘要：国内外汽车气流场的研究主要是采用风洞和实车实验,费用大,耗时长。
目前随着计算流体力学软硬件的迅速发展和商业软件的不断普及,数值试验研究也在不断完善,尤其针对汽车气流场这类复杂问题,如果能够通过理论方法模拟气流场,探讨影响气流场的因素和气流场分布的有关规律,将节省大量的人力、物力。
本文工作的出发点是通过fluent软件对汽车的行驶进行模拟来研究气流场。
本文主要研究汽车表面附近气流场分布,为汽车的外形优化提供指导。
主要进行如下工作:利用fluent软件计算了汽车在行驶过程中,在不同行驶速度下,汽车周围气流场的模拟仿真。
结果显示,随着行驶速度的增加，汽车正表面的阻力明显增大。
本文的研究表明:用fluent模拟汽车周围气流场是可行的;同时总结了针对汽车的网格划分、参数选取、边界条件设定,为进一步研究提供一定的参考和依据。
关键词：气流场汽车表面fluent计算流体力学fluent随着计算机及计算机技术的发展而发展，并逐步形成一门独立的学科，计算流体力学的兴起促进了实验研究和理论分析方法的发展，为简化流动模型的建立提供了更多的依据，使很多研究方法得到发展和完善。
fluent已经成为汽车空气动力学研究的重要手段，尤其在早期车型开发中，为车身气动外形的初选提供了依据。
１流场控制流场运动中，流场的基本运动方程是依据质量，动量，能量守恒定律按一定的流体流动模型推到的。
对空气来说，当风速小于三分之一风速即４０８ｋｍ／ｈ时可以认为是不可压缩流体。
本次模拟的汽车速度在１３０ｋｍ／ｈ以下，可以考虑成不可压缩流动。
汽车绕流问题一般为定常，等温，不可压缩，采用雷诺Ｎ－Ｓ方程，为使方程封闭，可以采用标准ｋ－ｅ模型。
２几何模型与计算模型本文采用ＰｒｏＥ软件进行汽车的三维建模。
汽车的模型以兰博基尼２０１１款ＬＰ７００－４为原型做适当简化。
车模型的主要数据为：车长Ｘ车宽Ｘ车高（ｍｍ）４３８６ｘ１９００ｘ１１６５轴距（ｍｍ）２５６０离地间隙（ｍｍ）１４０前轮／后轮规格（ｉｎｃｈ）２３５／３５Ｒ１９２９５／３０Ｒ１９３计算网格与计算条件３．１计算网格为再现汽车的自然行驶状况，选取一个长方形的计算域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工业大学2015届本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：汽车外流场分析研究专业（方向）：车辆工程学生信息：110324、田野、车辆113指导教师信息：86024、武一民、教授报告提交日期：2015年3月23日容要求：1.研究背景随着汽车工业的不断发展和制造技术的快速提高，汽车的外部造型和气动特性受到了极大的关注。
汽车气动阻力在很大程度上影响着汽车性能，尤其对于高速行驶的汽车，气动力对其性能的影响占主导地位，因此良好的空气动力稳定是汽车高速、安全行驶的前提和必要条件。
因此，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。
空气动力学是来自于汽车外部的约束条件，它主要研究的是汽车的气动特性，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、稳定性、舒适性、安全性等，还间接影响着轿车的外观款式及审美的流行趋势【1】。
汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力,升力,侧向力,横摆气动力矩,纵倾气动力矩,侧倾气动力矩6个分量。
在这6个分量中,由于当今汽车空气阻力所消耗的动力至少和滚动摩擦相当【2】，所以长期以来空气阻力系数的大小就成为衡量汽车空气动力性能的最基本的参数,因此汽车空气动力学的最主要的研究容也就是设法降低汽车的空气阻力系数。
减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数来实现，一般而言迎风面积取决于汽车的体积，空气阻力取决于车身造型。
因此，汽车车身紧凑和流线形是提高燃油经济性、充分发挥汽车动力性的途径。
不同的车身造型会使得车身风压中心的位置不同，汽车在高速行驶的情况下，因受到气动侧向力的作用而使得汽车轮胎的附着力减小，造成汽车极其容易跑偏，即使得汽车的操纵稳定性有所下降【3】。
因此，车身气动造型的完美与否对汽车的性能有着至为重要的影响。
不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应,从而影响到汽车的各项性能。
良好的气动造型设计应该具有较小的气动阻力系数。
世界汽车造型的发展基本与降低风阻系数的技术研究同步，从箱型、流线型、船型到鱼型和契型，每一次造型风格变化都带来了风阻系数的大幅降低【4】。
对设计车速较高的车辆，除了随车速平方增加的气动阻力外，气动升力和气动侧力所带来的操纵稳定性问题也需要考虑，不合理的气动造型设计将会造成发飘、转向性能变差等操纵失调问题【5】。
举一个例子，汽车气动阻力的主要成分是压差阻力,而压差阻力与汽车的尾流结构有密切的关系。
分析气动阻力的构成成份可知,总阻力的85%来自压差阻力,其余15%为摩擦阻力。
压差阻力9%来自车身前端,而91%来自车身尾部(其值随车身长短及外形不同而异)。
如果从气动阻力的机理来看。
它是由形阻和涡阻构成,涡阻占40%左右主要来自于汽车的尾涡【6】。
在大量实验观测和理论分析结果表明,在基本流场为定常的情况下,对流动施加弱扰动,可以使已经分离的流动再附着,从而可以控制尾流【7】。
因此,给汽车加装合适的后扰流板,优化汽车尾流流场结构,可以有效的减小气动升力和诱导阻力,改善汽车空气动力特性。
在汽车车身设计中，车身空气动力学特性对汽车各方面性能有重要影响，气动阻力系数是衡量车身空气动力学特性的重要参数。
测试气动阻力系数的方法主要有三种：风洞试验法、功率平衡法和数值计算法【8】。
因汽车的风洞实验对车身空气动力学有极强的预测性而被用在汽车设计中，但弊端是实验手段复杂、费用高、周期长。
近年来，随着计算机应用技术和湍流理论的发展，把计算流体力学应用到汽车设计上已成为可能，从而把原来只能在风洞中进行的实验转化到计算机上来，基于CFD的汽车空气动力学数值模拟技术在汽车造型设计中发挥着越来越重要的作用。
由于数值计算法具有效率高、成本低、应用围广等优点得到迅速发展，现在广泛采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）进行数值模拟，比较成熟的商业软件如FLUENT等。
CFD的基本思想是指把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。
相比传统风洞试验，CFD 不需要制造真实部件就能测出真实效果，大幅节省了研究费用和研发时间，而且可以更直观、更深刻地理解汽车外流场的气动特性【9】。
这种技术同计算机辅助造型技术相结合，可以更经济、迅速、实用地应用于汽车造型设计中。
但是，数值模拟也存在着一些缺点，如因没有完全搞清楚湍流等流态特性，对有些问题还没有普遍适用的数学模型，在数值计算上收敛性和精度有待改进。
所以数值计算不能完全替代试验，试验对于校正CFD方法和检验CFD 结果是非常必要的【10】。
2.国外发展状况在欧美一些发达国家,CFD技术从二十世纪六十年代以来发展迅速,最初航空飞行器的设计方法费时、造价高、所得信息量有限等原因，CFD的应用使得原型机减少,费用降低、周期变短、实验效果理想，以此为动力，CFD的发展得到了巨大的推动力。
因此，目前国外用CFD对航空、汽车等领域产品进行设计、分析、优化已经成为必经的步骤和重要手段【11】。
随着计算机的发展和湍流理论的不断发展，将计算流体力学的成果应用于汽车设计成为可能。
近年来，欧、美、日的汽车厂家已经开始致力于开发和利用CFD 技术，取得了许多重要研究成果。
在80年代初期，计算的对象还仅限于车体的基本形状，但是，最近已经发展到包括后视镜、扰流板、复杂地板、移动地面、发动机舱、车轮等复杂的车体的模拟，而且还进行了横风稳定性和横风过渡特性、两车相遇时的瞬态空气动力学特性等方面的模拟。
在精度方面，可以把计算精度误差降到5%以。
目前已经出现了许多商业软件，如CFX、ANSYS/FLOTRAN、STAR CD 以及FLUENT 等，这些软件都可以对汽车外流场进行比较精确的模拟，已应用于批量生产规模的汽车空气动力学解析系统。
目前国外对汽车外流场的湍流解析模型主要是以k-є模型、应力方程模型为代表的时间平均模型和空间平均的大涡流模拟法（LES)，计算所使用的网格数量已经达到（2~3）×106，计算结果接近真实结果，误差控制在5%以【12】。
国外在计算流体力学的结果分析量采用了可视化技术。
这些可视化技术可以在以上所提到的软件中看到。
由于计算所得的数据非常庞大、复杂，应用可视化技术可以凭借计算机把数字信息转化为易于研究人员分析和理解的图形或动画，加快对模拟对象的认识，提高工作效率。
德国大众汽车公司、德国戴姆勒一奔驰公司、意大利菲亚特Richerche技术中心、瑞典沃尔沃汽车公司、日本三菱公司等应用自编程序或商业化软件(如FLUENT、STAR一CD 等)对汽车外流场卓有成效地进行了数值模拟分析,总结了很多计算模拟经验,逐步认识到数值仿真在汽车车身设计流程中的重要性【13】。
现在，国外空气动力学软件正朝着全自动划分网格、高速高精度计算的方面发展。
国自行设计汽车的能力比较低,长期处于模仿和直接引进国外技术的状态,对汽车空气动力学的研究投入非常少,早期主要是采用缩尺模型进行风洞试验研究。
国对于汽车空气动力学数值模拟的研究则是从上世纪90年代开始的,许多研究院借鉴以前在航空、造船方面的经验,比较成功地对汽车外流场进行了二维、三维的数值模拟。
由于受诸多因素限制,数值模拟主要采用RANS方法,计算对象也多限于车体基本形状,车身模型相对简单,车轮、保险杠、后视镜等都忽略了,划分的网格数目比较少,计算的结果和精度都只相当于国外20世纪80年代初期水平。
中国空气动力学研究与发展中心和东风汽车工程研究院合作,共同开发了轿车空气动力学计算软件WS3D及前后处理软件CFD Pre-Post,通过求解RANS方程对小轿车外流场进行了数值计算与分析,其湍流模型采用了标准k-є模型、修正的两种模型及亚格子模型的大涡模拟三种模型,对流项采用三阶迎风格式。
将该软件的计算结果与FLOW 3D软件的计算结果相比较,前者优于后者【14】。
大学乐华、谷正气等提出一种非均匀参数空间上生成表面网格的方法,并开发了复杂几何外形车身表面网格生成软件SGRID(Surface GRID),它可以生成正交且光滑的表面网格,可根据计算需要调整网格的疏密分布【15】。
汽车研究所和中国空气动力研究与发展中心采用有限体积法求解三维定常不可压N一S方程,对某国产新型轿车进行了三维仿真计算,得出了三维速度场、压力场和气动力六分量,与实车风洞试验结果吻合较好【16】。
理工大学利用ANSYS/FLOTRAN模块对客车外围三维流场进行了初步的模拟计算,计算结果与实验结果吻合较好。
同时还比较了不同车型的结果,与实际情况基本相符。
计算中客车尾部的尾涡及尾涡的大小变化都模拟到了,得出不同车型对外流场的影响,并且计算出不同车型的阻力系数和升力系数【17】。
近几年来,我国在汽车空气动力学数值模拟方面有了许多新进展,如模型更注重细节,模拟时考虑侧风、地面效应、车轮旋转作用的影响,以及超车、隧道流等不同的行车工况。
清华大学在考虑车轮旋转效应的前提下对长安微型汽车外部三维流场进行了数值模拟,计算得到的风阻值与道路实验结果比较符合,并分析和研究了汽车底部复杂流场结构【18】。
大学对多车相会时的外流场进行了仿真分析,针对一辆大型集装箱货车超过一辆轿车的过程进行了数值模拟,超车过程中轿车侧向力系数的变化情况与实验结果趋势一致【19】。
大学采用移动地面和旋转车轮的方法,以1:5的轿车模型为研究对象,对两辆轿车并列行驶时的外部流场进行了数值模拟研究,重点对比了0.1、0.3、0.5、1.2倍车宽间距时两车流场流线分布情况,结果表明两车并列行驶的安全距离应该在1倍车宽与0.5倍车宽之间【20】。
在相同条件下,进行了侧风角分别为0°、5°、10°、15°和30°及车轮转动和静止情况下的数值模拟,结果表明:侧向力随侧风角的增大迅速增大。
转动车轮条件下的气动阻力较低,与实验情况基本吻合【21】。
通过查阅资料，现摘抄数例大学生方程式赛车外流场分析和车身优化实例用于参考。
理工大学大学生方程式赛车外流场模拟分析及结构优化。
该研究过程主要以仿真为主,结合计算流体力学的基本理论,通过UG建立三维几何模型,应用ICEM做为前处理软件,对模型进行网格划分,通过FLUEN进行后处理显示及分析,分析流场和尾部流场的情况。
对比有尾翼和无尾翼赛车的流场变化。
对比双尾翼和单尾翼对赛车下压力的影响情况。
通过对赛车的仿真分析,结合大量的文献资料,得出在充分发挥空气动力学作用的情况下适合于大学生方程式汽车大赛的赛结构优化方案【22】。
天津大学的基于CFD的FSAE赛车车身优化设计。