尾翼对汽车性能的影响分析
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拟
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
• 为了提高计算结果的精确度， 在尾部建立网格加密区域 • 在整车的外部建立一个长方体计算域， 模拟汽车周围的空气
流动 • 由于计算域较大，侧壁对车身周围流场影响不大，侧向力接
近于零，忽略侧向力系数
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
求解计算：
本次计算假定空气为不可压缩气体， 湍流模型选用ｋ － ε模型，空间离散采用二阶迎风差分格式，迭代方式选用ＳＩＭ ＰＬＥ算法，残差选0.0001，计算边界条件为： 进口边界给定 速度30m/s ； 出口边界为压力出口； 地面、顶面和侧面为壁面 边界； 初始条件以进口条件给定。
结果是从不同尾翼的阻力系数和升力系数2个参数研究尾 翼对行驶中的汽车性能的影响
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
安装不同尾翼时的 表面压力分布
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
1、汽车上部的气流在尾翼 的引导下快速平稳地与下
部的气流汇合。Ａ尾翼起到 了有效引导尾部气流
,尽量消除尾部气流分离的 作用， 有效降低了两
厢轿车的阻力系数后风窗附 近的负压区面积最小，
安装在顶棚和后风窗交接处 • Ｂ尾翼 在Ａ尾翼的基础上镂空中部得到Ｂ尾翼 • Ｃ尾翼， 其主体部分是两端有小翼的反翼型板， 用
支架支撑在顶棚后沿并向前倾斜
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
建立两厢轿车的三维模型
在造型软件中建立两厢轿车的 １∶１比例的三维模型 如图 整车总 长为４１７９ｍｍ ，不包括尾翼时 总高为１４２０ｍｍ ，包括后视镜 时总宽为１８９４ｍｍ ，不包括后 视镜时总宽为１７６６ｍｍ。模型 封闭为实体，简化外表面，其主要 措施如下：
尾部的“ 后拉力” 较小， 阻力系数较小。2、Ａ尾翼
上表面有数值较大的正压区， 能提供一定的负
升力
安装A尾翼时的表面压力分布 安装A尾翼时ｙ＝０截面流线显示
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
安装B尾翼时， 尾部出现了明显的乱 流， 气流不能平稳汇合，使得阻力 系数增大。
安装Ｂ尾翼时， 后风窗附近的负压 区面积较大，这个负压区会对行驶 中的汽车施加与行驶方向相反的 “ 后拉力”， 增大阻力系数。
下表面压差使气流对尾翼施 加了一个很大的负升力，
这是安装Ｃ尾翼时两厢轿车 的升力系数最小的重要原因。
尾部出现了明显的乱流， 气流不能平稳汇合， 使得 阻力系数增大
安装C尾翼时的表面压力分布
安装C尾翼时ｙ＝０截面流线显示
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
结果分析 两厢轿车数值模拟结果见表1，气动力系数见图 １ 安装 Ａ尾翼时 阻力系数最小 动力性和
尾翼对汽车性能的影响分析
班级：T1043-4 学号：2010043041 姓名：陈和维
尾翼对汽车性能的影响分析
斯柯达明锐RS
外观方面，尾翼
可以起到改善汽车造 型；空气动力学角度， 尾翼可以增强或减弱 汽车车身局部气压， 改变汽车行驶时空气 阻力，影响汽车经济 型和动力性
尾翼的类型
汽车经常使用的尾翼有3种形式，如下图： • Ａ尾翼 根据顶棚后部和Ｃ柱上部的造型特点设计并
参考文献
• 吉 源自文库 大 学 学 报，第４１卷 第１期 《不同尾翼两厢轿车的气动特性数值模 拟》作者：张英朝， 韦 甘， 张 喆
谢谢观看，再会…
燃油经济性最好 升力系数最大 高速行驶时的稳 定性在三者中最差 但也产生了一定的负升力 一 般情况下也能满足要求 安装 Ａ尾翼时 综合考 虑动力性 燃油经济性 高速行驶时的稳定性 其 性能是三者中最理想的
２ 安装Ｂ尾翼时 阻力系数和升力系数都 居中 动力性 燃油经济性 高速行驶时的稳定性 均居中
３ 安装Ｃ尾翼时 阻力系数最大 与安装 Ａ 尾翼时相比差值较大 动力性和燃油经济性最差 升力系数最小 高速行驶时的稳定性最好 但产生 的负压力过大 严重影响了两厢轿车的其他性能 安装 Ｃ尾翼时 虽然可以增加汽车的操纵稳定性 但是在正常行驶状态下并不需要这么大的下压力 来改善汽车的操纵性能
尾部有面积和数值较大的正压区提 供负压力， 减小升力系数。这个正 压区是Ｂ尾翼中空部分有效地把气 流引向后风窗表面而引起的。
尾部出现了明显的乱流， 气流不能 平稳汇合， 使得阻力系数增大
安装B尾翼时的表面压力分布
安装B尾翼时ｙ＝０截面流线显示
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
Ｃ尾翼反翼型板的上表面是 个数值较大的正压区，使两 厢轿车的阻力系数明显增大， 下表面是一个负压区， 上
• １ 对表面局部凹凸如门缝线等做平 滑处理省略车门把手、车灯、雨刮 器等附件
• ２ 建立简化的刹车盘 刹车钳 车轴 轮罩在轮胎接地处拉伸出１０ｍｍ 高的凸台 这样可以避免划分网格时 出现狭长尖锐的低质量网格
使用ＣＦＤ软件——ANSYS FLUENT, 对安装了三种不同尾翼的两厢轿车的 外部流场进行三维空气动力学数值模
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
• 为了提高计算结果的精确度， 在尾部建立网格加密区域 • 在整车的外部建立一个长方体计算域， 模拟汽车周围的空气
流动 • 由于计算域较大，侧壁对车身周围流场影响不大，侧向力接
近于零，忽略侧向力系数
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
求解计算：
本次计算假定空气为不可压缩气体， 湍流模型选用ｋ － ε模型，空间离散采用二阶迎风差分格式，迭代方式选用ＳＩＭ ＰＬＥ算法，残差选0.0001，计算边界条件为： 进口边界给定 速度30m/s ； 出口边界为压力出口； 地面、顶面和侧面为壁面 边界； 初始条件以进口条件给定。
结果是从不同尾翼的阻力系数和升力系数2个参数研究尾 翼对行驶中的汽车性能的影响
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
安装不同尾翼时的 表面压力分布
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
1、汽车上部的气流在尾翼 的引导下快速平稳地与下
部的气流汇合。Ａ尾翼起到 了有效引导尾部气流
,尽量消除尾部气流分离的 作用， 有效降低了两
厢轿车的阻力系数后风窗附 近的负压区面积最小，
安装在顶棚和后风窗交接处 • Ｂ尾翼 在Ａ尾翼的基础上镂空中部得到Ｂ尾翼 • Ｃ尾翼， 其主体部分是两端有小翼的反翼型板， 用
支架支撑在顶棚后沿并向前倾斜
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
建立两厢轿车的三维模型
在造型软件中建立两厢轿车的 １∶１比例的三维模型 如图 整车总 长为４１７９ｍｍ ，不包括尾翼时 总高为１４２０ｍｍ ，包括后视镜 时总宽为１８９４ｍｍ ，不包括后 视镜时总宽为１７６６ｍｍ。模型 封闭为实体，简化外表面，其主要 措施如下：
尾部的“ 后拉力” 较小， 阻力系数较小。2、Ａ尾翼
上表面有数值较大的正压区， 能提供一定的负
升力
安装A尾翼时的表面压力分布 安装A尾翼时ｙ＝０截面流线显示
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
安装B尾翼时， 尾部出现了明显的乱 流， 气流不能平稳汇合，使得阻力 系数增大。
安装Ｂ尾翼时， 后风窗附近的负压 区面积较大，这个负压区会对行驶 中的汽车施加与行驶方向相反的 “ 后拉力”， 增大阻力系数。
下表面压差使气流对尾翼施 加了一个很大的负升力，
这是安装Ｃ尾翼时两厢轿车 的升力系数最小的重要原因。
尾部出现了明显的乱流， 气流不能平稳汇合， 使得 阻力系数增大
安装C尾翼时的表面压力分布
安装C尾翼时ｙ＝０截面流线显示
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
结果分析 两厢轿车数值模拟结果见表1，气动力系数见图 １ 安装 Ａ尾翼时 阻力系数最小 动力性和
尾翼对汽车性能的影响分析
班级：T1043-4 学号：2010043041 姓名：陈和维
尾翼对汽车性能的影响分析
斯柯达明锐RS
外观方面，尾翼
可以起到改善汽车造 型；空气动力学角度， 尾翼可以增强或减弱 汽车车身局部气压， 改变汽车行驶时空气 阻力，影响汽车经济 型和动力性
尾翼的类型
汽车经常使用的尾翼有3种形式，如下图： • Ａ尾翼 根据顶棚后部和Ｃ柱上部的造型特点设计并
参考文献
• 吉 源自文库 大 学 学 报，第４１卷 第１期 《不同尾翼两厢轿车的气动特性数值模 拟》作者：张英朝， 韦 甘， 张 喆
谢谢观看，再会…
燃油经济性最好 升力系数最大 高速行驶时的稳 定性在三者中最差 但也产生了一定的负升力 一 般情况下也能满足要求 安装 Ａ尾翼时 综合考 虑动力性 燃油经济性 高速行驶时的稳定性 其 性能是三者中最理想的
２ 安装Ｂ尾翼时 阻力系数和升力系数都 居中 动力性 燃油经济性 高速行驶时的稳定性 均居中
３ 安装Ｃ尾翼时 阻力系数最大 与安装 Ａ 尾翼时相比差值较大 动力性和燃油经济性最差 升力系数最小 高速行驶时的稳定性最好 但产生 的负压力过大 严重影响了两厢轿车的其他性能 安装 Ｃ尾翼时 虽然可以增加汽车的操纵稳定性 但是在正常行驶状态下并不需要这么大的下压力 来改善汽车的操纵性能
尾部有面积和数值较大的正压区提 供负压力， 减小升力系数。这个正 压区是Ｂ尾翼中空部分有效地把气 流引向后风窗表面而引起的。
尾部出现了明显的乱流， 气流不能 平稳汇合， 使得阻力系数增大
安装B尾翼时的表面压力分布
安装B尾翼时ｙ＝０截面流线显示
使用ansys软件分析尾翼对汽 车性能的影响
Ｃ尾翼反翼型板的上表面是 个数值较大的正压区，使两 厢轿车的阻力系数明显增大， 下表面是一个负压区， 上
• １ 对表面局部凹凸如门缝线等做平 滑处理省略车门把手、车灯、雨刮 器等附件
• ２ 建立简化的刹车盘 刹车钳 车轴 轮罩在轮胎接地处拉伸出１０ｍｍ 高的凸台 这样可以避免划分网格时 出现狭长尖锐的低质量网格
使用ＣＦＤ软件——ANSYS FLUENT, 对安装了三种不同尾翼的两厢轿车的 外部流场进行三维空气动力学数值模