【优秀毕设】汽车外流场分析
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。
基于计算流体力学的汽车车身造型外流场分析
基于计算流体力学的汽车车身造型外流场分析黄森仁; 王宇; 刁硕; 崔世海; 刘学龙【期刊名称】《《汽车实用技术》》【年(卷),期】2019(000)024【总页数】3页(P67-69)【关键词】计算流体力学; 汽车外流场分析; 汽车空气阻力系数; 气动减阻【作者】黄森仁; 王宇; 刁硕; 崔世海; 刘学龙【作者单位】中国汽车技术研究中心有限公司天津 300300; 天津科技大学机械工程学院天津 300222【正文语种】中文【中图分类】U463.82汽车空气动力学这门学科主要关注气流经过汽车时的流动规律和气流经过汽车时与汽车之间的相互作用[1]。
汽车良好的动力性、燃油经济性和操纵稳定性都会因为汽车的空气动力学指标的好坏而受到影响。
随着计算流体力学（CFD）的快速发展，在汽车空气动力学分析和气动造型的前期规划中CFD软件都起着重要作用[2]。
国内汽车气动外形越来越关注如何尽可能的降低气体流动阻力，现在我们通过风洞试验还有CFD仿真模拟可以很方便地解决这个问题[3][4][5]。
本文主要针对某一SUV车型中后期造型阶段的compu -ter aided styling（CAS）模型，通过搭建模型进行CFD分析，模拟计算了整车的空气阻力系数，同时对影响整车气动阻力系数的关键部件进行了分析，为后续的汽车外形优化指出方向。
一般而言，SUV车型的CAS数模会有很多间隙，在进行进一步建模前需要首先进行几何清理，几何清理质量的好坏对模型计算结果具有重要的意义[6]。
第一步采用澳汰尔公司的Hypermesh软件对汽车的CAS数模进行几何清理，简化车身上对仿真计算不重要的部分细节部件，例如删除雨刷等部件，因为汽车CAS数模，中还存在很多缝隙，所以我们还需要使用软件中的补面命令将其修补过来。
在对汽车的气动外形进行仿真的过程中，为使模型简单化可以不考虑汽车的底盘结构部分，具体做法就是将底盘结构部分去除，然后通过搭建底部平面完成整个汽车底部的封闭；几何清理时还要考虑汽车前部格栅的开口，在处理格栅部时通过hypermesh 补面命令将所有的开口进行封闭。
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。
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%。
直背式小轿车外流场数值模拟
重庆科技学院毕业设计（论文）题目直背式小轿车外流场数值模拟学院数理学院专业班级理论与应用力学2014-01 学生姓名童思红学号 2014443267指导教师田祖安职称讲师评阅教师职称学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。
与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计（论文）作者（签字）：年月日摘要随着人们生活水平的提高、建造高速公路水平的提高，人们驾驶汽车的车速就有了明显增加，这使得对汽车空气动力学的研究变得极为重要。
气动阻力和气动升力的研究不仅可以提高汽车的性能，同时可以减少能源的消耗和提高提车的安全性，具有重大的经济意义。
传统的空气动力学研究是采用风洞试验，但是这种研究成本高、周期长。
随着计算机技术和计算流体力学（CFD）的发展，汽车空气动力学研究中运用CFD技术极大的减少了成本和周期。
本文采用CFD方法对长安某型汽车进行了汽车外流场研究。
对其汽车进行适当建模，研究它的外流场特性，得到在不同速度下的气动阻力和气动升力。
本课题采用Workbench软件对长安某型汽车以1:1比例建立简单三维模型，并画出流场域，采用ICEM对其进行分块网格划分。
运用Fluent软件对其进行汽车外流场数值模拟，分析它的气动阻力特性、气动升力特性和流动情况。
关键词：空气动力学特性计算流体力学网格划分流场ABSTRACTWith the improvement of people's living standard, the rapid development of expressway and the increase of vehicle speed, it is very necessary to study the aerodynamic characteristics of automobile. The study of aerodynamic drag and aerodynamic lift can not only improve the performance of the car, but also reduce the energy consumption and improve the safety of the car. The traditional aerodynamics research USES wind tunnel test, but this kind of research cost is high, the cycle is long. With the development of computer technology and computational fluid mechanics (CFD), the application of CFD technology in automobile aerodynamics research greatly reduces the cost and cycle.In this paper, CFD method is used to study the automobile outflow field of a certain type of automobile in chang 'an. The model of the vehicle is properly modeled, and the characteristics of its outflow field are studied. The aerodynamic resistance and aerodynamic lift at different speeds are obtained.In this project, Workbench software was used to build a simple 3d model for a certain type of automobile in chang 'an at 1:1 ratio, and flow field was drawn. ICEM was used to segment the grid. Fluent software was used to simulate the numerical simulation of the outflow field of its memory vehicles, and itsaerodynamic resistance characteristics, aerodynamic lift characteristics and flow conditions were analyzed.Keywords:aerodynamic characteristics; computational fluid dynamics; grid division; flow field division目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)目录 01 绪论 (3)1.1研究目的及意义 (3)1.2国内外研究现状 (4)1.3论文主要工作 (6)2 汽车空气动力学基础 (7)2.1气动阻力 (7)2.1.1形状阻力 (8)2.1.2摩擦阻力 (8)2.1.3诱导阻力 (8)2.1.4干扰阻力 (9)2.1.5内循环阻力 (9)2.2气动升力 (9)2.3本章小结 (10)3 计算流体动力学理论 (11)3.1计算流体动力学介绍 (11)3.2.1质量守恒方程 (11)3.2.2动量守恒方程 (12)3.2.3能量守恒方程 (13)3.3湍流模型 (13)3.3.1标准的k-ε模型 (13)3.3.2 RNGk-ε模型 (14)3.4 插值格式 (14)3.4.1 一阶迎风格式 (15)3.4.2中心差分格式 (15)3.4.3QUICK格式 (16)3.4.4二阶迎风格式 (16)3.5本章小结 (17)4 CAD建模及网格划分 (18)4.1汽车CAD建模 (18)4.2ANSYS ICEM CFD 简介 (18)4.3对汽车进行网格划分 (19)4.4网格质量调整及导出网格文件 (21)4.5本章小结 (21)5 汽车外流场数值模拟 (22)5.1边界条件 (22)5.3汽车各速度下的模拟计算结果及分析 (29)5.3.1气动力学分析 (30)5.3.2 车身表面压力分析 (32)5.3.3速度流线图分析 (33)5.4本章小结 (33)总结与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论1.1研究目的及意义近年来，时代飞速的发展，使得汽车普及量大大增加。
汽车外流场分析研究毕业设计含前期报告与中期报告
毕业设计说明书(论文)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）：车辆工程内容要求：1.研究背景随着汽车工业的不断进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。
汽车气动阻力在专门大程度上阻碍着汽车性能，尤其关于高速行驶的汽车，气动力对其性能的阻碍占主导地位，因此良好的空气动力稳固是汽车高速、平安行驶的前提和必要条件。
因此，在汽车开发进程中，研究并优化汽车的空气动力性能超级重要。
空气动力学是来自于汽车外部的约束条件，它要紧研究的是汽车的气动特性，其研究功效不仅直接阻碍着汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、稳固性、舒适性、平安性等，还间接阻碍着轿车的外观样式及审美的流行趋势【1】。
汽车行驶时所受的空气作使劲能够被分解为阻力,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,由于现今汽车空气阻力所消耗的动力至少和转动摩擦相当【2】，因此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大体的参数,因此汽车空气动力学的最要紧的研究内容也确实是设法降低汽车的空气阻力系数。
减小空气阻力主若是通过减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数来实现，一样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形下，因受到气动侧向力的作用而使得汽车轮胎的附着力减小，造成汽车极为容易跑偏，即便得汽车的操纵稳固性有所下降【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阻碍。
不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应,从而阻碍到汽车的各项性能。
良好的气动造型设计应该具有较小的气动阻力系数。
世界汽车造型的进展大体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，每一次造型风格转变都带来了风阻系数的大幅降低【4】。
某型越野车外流场有限元分析
致使 流水 槽 高度增 大 ， 门洞 入 口尺寸减 小 等 。
因此 ， 在 应用单 轴式 铰链 时 ， 切不 可 照搬 套用 ， 应 根据 自身产 品特点 ， 设 汁出符合 要求 ， 安 装方 便 。 简 单可靠
的结 构 和尺寸
平缓 ， 车身表面网格如图 １ 所示。
实验中很难得到的信息。在早期车型开发 中， 为车身
气动外形的初选提供依据 ， 方便直观地 了解 汽车外流 场情况和尾部涡系结构及分布情况 ， 显著地缩短设计
周期并降低 了设计成本。
图 １ 车身外表面网格模 型
１ 模型建立及 网格 划分
本次 分析 采 用 车身 初选 方 案 ，在 Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ设 计 软
２ 计算条件及结果
ａ．
条 件 。本 次分 析 以最 高 车速 为输 入条 件 ， 取 风
件中建模 ， 尺寸近似于实车尺寸 ， 但略去后视镜 、 雨刮
洞 入 口风 速 为 ３ ３ ． ３ ｍ ／ ｓ ，出 口边 界 条件 为 压力 出 口；
２ ０ １ ６ ． ５ ．Ｋ Ｅ Ｃ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ Ｕ《 客车 技术 》 团
经 验公 式 计 算 确定 ； 计算 选 择 二 阶迎 风 格 式 ； 收敛 判
断条 件 的所有 物 理量 的容 差为 １ ． ０ Ｅ 一 ４ 。 ｂ ． 结 果 。根据 上述 模型 及边 界 条件 ， 计 算 结果 整
理如 下 。
图 ２为 汽车 在行驶 过 程 中的表 面压 力 分布 （ 其 中
．
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某型越 野车外流场有 限元分析
陈玉 志
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。
汽车外流场分析报告
目录1 概述 (1)2 计算流体动力学（CFD）软件——FLUENT简介 (1)3 模型前处理 (1)3.1CATIA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 (3)4.1模型求解设置 (3)4.2求解结果分析 (3)5 空气阻力系数的计算 (6)6 结论 (6)1 概述汽车行驶时，周围的空气与其产生相对运动，形成对流。
汽车行驶的速度越快，该气流对汽车影响的作用越大。
所以，现代汽车设计中必须考虑空气动力对汽车的作用，要研究其对汽车主要作用性能的影响，以此指导汽车新产品的造型和结构设计工作。
空气动力特性影响着汽车的经济性、动力性、操纵稳定性、视野、污染、振动、汽车噪声、车身内室的通风换气、汽车空调及汽车重要部位的热状态。
随着高速公路的发展，汽车高速行驶是汽车的常用工况，汽车的空气动力特性成为汽车主导地位的特性。
例如，汽车行驶车速超过100km/h，汽车的行驶阻力主要就是空气阻力，决定了汽车燃料消耗、加速性能、最大车速等。
为了达到设计要求，往往需要进行大量的实验，而大量的测试手段需要耗费的成本很高。
为了减小试验成本，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。
2 计算流体动力学（CFD）软件——FLUENT简介这里使用计算流体动力学软件FLUENT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。
汽车外流场
• 环保是当今时代的一个重要主题。 • 汽车空气动力学直接影响汽车的动力性、燃油经济性、环保性、
操纵稳定性、安全性、舒适性等。 • 经过几十年的研究与发展汽车空气动力学取得了丰硕的成果，普
通轿车的气动阻力系数已经从20年代的0.8降低至现在的0.35以下， 一些先进的气动设计样车已经降至0.15-0.25。 • 我国汽车空气动力学的发展与发达国家相比还有一定差距。 • CFD技术已经相对成熟。
4、影响气动阻力的因素
• 发动机罩和前风窗之间的局部气流分离 • 汽车后部气流分离和尾涡流 内部气流的影响 • 细小突起的影响
5、减阻措施——研究现状
• 主动进气格栅 • 优化引擎盖形状 • 加装底盘导流板 • 后扰流板及优化车尾倾角和底部扩散器 • 轮胎护罩和导流板
具体设计办法
建立几何模型
计算域网格划分
完成设计
对模型进行 修正
否 是
是否符合设计目标
(FLUENT)进行 仿真
后处理
主要内容
汽车空气动力学研究方法及方案选择 汽车周围的流场特性 汽车所受气动力 气动阻力及影响因素 减阻措施 研究步骤及工作计划
1、汽车空气动力学研究方法
• 1、理论研究 • 2、数值计算 • 3、实验
2、车身周围的流场特性
3、汽车所受气动力
4、分类
• 摩擦阻力-流体粘性、汽车表面积、汽车表面光滑程度 • 诱导阻力-因升力产生的阻力 • 形状阻力(压差阻力)-迎风面积、形状、由气流脱体流动产生
【优秀毕设】汽车外流场分析
河北工业大学
毕业设计说明书(论文)
作者：田野学号：******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)。
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。
汽车外流场分析.pdf
汽车外流场分析Vehicle External Flow Analysis黄涛，张鲲鹏，戴轶（上汽集团股份有限公司技术中心/安全与虚拟技术部，上海，201804）摘要：该文以上汽自主品牌某车型为案例, 对汽车外流场CFD计算分析过程与结果做了通用性的描述，通过与实验和设计数据进行对比，得到了比较合理的结果. 文章对于汽车虚拟技术平台CFD分析应用流程做了初步的归纳与总结, 能给自主品牌汽车以后相关的分析设计流程以参考性的建议。
关键词：汽车外流场、CFD、Starccm+AbstractAn external flow analysis of a self-owned brand vehicle of SAIC has been carried out to investigate the aerodynamic performance. A general and constructive CFD analysis method of vehicle external flow has been described. Compared with the value of the design target and the vehicle test, reasonable results can be achieved. In this article, CFD analysis workflow has been concluded and summarized initially to well establish the virtual technology platform of vehicle, which promotes the establishment of the related analysis workflow and the development of self-owned brand.Keyword: vehicle external flow, CFD, Starccm+1 引言随着汽车工业的快速发展，对汽车的设计要求越来越高，对汽车舒适性、环保、节能等成为衡量汽车品质的一些重要标准。
【精品完整版】三厢轿车外流场模拟毕业论文
经济技术学院毕业论文（设计）论文题目某型三厢轿车空气外流场模拟与分析姓名王肖学号12558025院系经济技术学院年级专业12级车辆工程指导教师杨迎春职称导师中国·合肥二零一六年五月十日目录第一章绪论 (4)1.1 本文的意义与目的 (4)1.2 本文主要的研究内容 (5)1.3本文的研究方法 (5)第二章轿车的模型建立 (7)2.1 三厢轿车几何模型的建立以及网格的划分 (7)2.1.1绘制三厢轿车几何模型 (7)2.1.2对轿车模型进行网格划分 (7)2.2 轿车外流场的边界条件、物理模型以及数值迭代 (10)2.2.1边界条件 (10)2.2.2物理模型 (10)2.2.3 数值分析的迭代 (11)第三章轿车外流场的数值模拟结果分析 (12)3.1 轿车流场的组成 (12)3.1.1 轿车的内流场 (12)3.1.2 轿车的外流场 (12)3.2 轿车外流场的数值计算结果分析 (14)3.2.1 轿车外流场的压力分析 (14)3.2.2 轿车外流场的速度分析 (16)第四章全文总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)某型三厢轿车空气外流场模拟与分析作者：王肖指导老师：杨迎春（安徽农业大学经济技术学院 2012级车辆工程合肥230036）摘要：随着当代轿车的汽车速度不断提高，所以对轿车气动性能要求也不断提高。
在研究过程中，我们主要从汽车外流场进行模拟与分析。
本文利用所学的CAD 软件和CATIA软件，构建所需要三厢轿车的模型，来作为用于本文的轿车模拟模型。
之后，导出轿车模型利用STAR-CCM+软件进而生成适合空气动力学所需仿真用的轿车表面网格。
然后再进行求解域和控制参数的设定，求解单元，求解方法和数学模型的选择，以及边界条件的确定等等。
在完成以上的工作之后，通过STAR-CCM+软件进行数值模拟，对汽车模型外部流场进行外流场的仿真计算。
进而得出所需要的图形以及数据，最后对整个汽车外流场进行速度、压力分析和计算。
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 。
26-某款乘用车外流场及发动机舱内流动分析
某款乘用车外流场及发动机舱内流动分析The Aerodynamic and Underhood Simulation of aPassenger Vehicle陈皓 王小碧 王伟民 史建鹏东风汽车公司技术中心，武汉 430056摘 要：应用STAR-CCM+软件对某款乘用车进行整体空气动力学仿真分析，并对机舱内冷却气体流动情况进行数值模拟。
通过仿真分析发现了影响阻力系数的关键零部件。
在设计布置舱内各个零部件阶段，通过对机舱内冷却气体的计算模拟判断，得出是否满足舱内冷却设计要求，为机舱内布置进一步优化提供依据。
关键词：乘用车空气动力学发动机舱 CFD STAR-CCM+Abstract:Simulation analysis of the aerodynamic and underhood of a passenger vehicle was introduced in the paper by using STAR-CCM+. We have found the key parts that effect drag coefficient. Whether the cooling system satisfied the desire of design should be estimated according to simulation results. Those results can provide the basis of the further optimization of underhood arrangement in the design and decoration of components inside the engine compartment.Key Word: vehicle, Aerodynamic, Underhood, CFD, STAR-CCM+1 前言在过去的几十年中，随着计算机技术的发展，CFD技术被越来越多的应用到了汽车设计中。
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）。
汽车外流场分析及其在汽车设计中的应用
汽车外流场分析及其在汽车设计中的应用作者：唐世坤等来源：《汽车科技》2015年第02期摘要：本论文以东风小康自主品牌某车型为案例，通过对该车型进行外流场分析，并对其分析过程与结果做通用性描述，模拟出整车满载下的风阻系数、表面压力分布云图、车身流线分布情况等。
通过风阻系数与迎风面积等相关参数，利用cruise 软件对该车型的最大速度、各档位的加速度、油耗等进行预测；根据表面压力分布云图、流线情况，可以判断车型设计是否满足预期设计。
汽车外流场分析应用到汽车开发、设计，能给国内自主品牌汽车相关分析设计做参考性建议。
关键词：外流场分析；风阻系数；汽车设计中图分类号：U461.1 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2015）02-0049-04Abstract： Taking a self-owned brand vehicle of DFSK for example， the external flow analysis has been carried out， and its analysis process and the result was generally described that have resulted in the drag coefficient of the vehicle under full load， the surface pressure distribution nephogram， streamline body distribution and so on. Using cruise software， it could be predicted by the drag coefficient and fragment windward area and other parameters about the maximum speed，each gear acceleration， fuel consumption， etc. That would be determined whether the vehicle was designed to meet expected design model by surface pressure distribution nephogram and streamline body distribution. The external flow analysis is applied in the related analysis and design of domestic independent brand automobile.1 概述计算流体力学（CFD）是一种由计算机模拟流体流动、传热及相关传递现象的系统分析方法与工具。
基于计算流体力学的汽车车身造型外流场分析
10.16638/ki.1671-7988.2019.24.022基于计算流体力学的汽车车身造型外流场分析黄森仁1，王宇2，刁硕2，崔世海2，刘学龙1（1.中国汽车技术研究中心有限公司，天津300300；2.天津科技大学机械工程学院，天津300222）摘要：计算流体力学（CFD）在汽车车身造型设计阶段具有重要作用。
针对某SUV车型的中后期造型阶段的CAS 面模型，经过几何清理和模型网格划分，构建了整车CFD计算模型。
采用CFD软件STAR CCM++对整车的气动阻力进行了模拟仿真计算，计算结果显示该车的空气阻力系数为0.325，在对该车型整车汽车流场分析的基础上指出了影响汽动阻力的车身关键部件，为后续汽车外形的进一步优化指出了方向。
关键词：计算流体力学；汽车外流场分析；汽车空气阻力系数；气动减阻中图分类号：U463.82 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)24-67-03External Flow Field Analysis of Automobile Body Shape Using ComputationalFluid DynamicsHuang Senren1, Wang Yu2, Diao Shuo2, Cui Shihai2, Liu Xuelong1( 1.China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd., Tianjin 300300;2.College of Mechanical Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300222 )Abstract:The computational fluid dynamics (CFD) is very important in the design process of vehicle dynamic shape. Based on the CAS model of a SUV styling, after geometrical cleaning and meshing, the CFD model of the whole automo -bile is developed. The aerodynamic properties of the SUV are simulated using CFD code STAR CCM+. The simulation results showed that the aerodynamic drag coefficient is 0.325. After analyzing the external flow field of the SUV, the key parameters of automobile body that influence the aerodynamic drag coefficient are figured out in order to further optimization of the automobile styling.Keywords: CFD; External flow field analysis; Aerodynamic drag coefficient; Aerodynamic drag reductionCLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)24-67-03前言汽车空气动力学这门学科主要关注气流经过汽车时的流动规律和气流经过汽车时与汽车之间的相互作用[1]。
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河北工业大学
毕业设计说明书(论文)
作者：田野学号：******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。
减小汽车行驶时的空气阻力最常用的方法包括减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数，通常来说，汽车的体积大小决定了汽车迎风面积的大小，车身外部造型决定空气阻力的大小。
因此，将汽车车身紧凑化和流线形化是改善汽车气动性能最主要的两种方法。
若汽车的气动造型不合适，在汽车在高速行驶的时候，所受升力的作用可能会使得汽车轮胎的附着力减小而导致打滑，而侧向气动力还特别容易引起汽车的跑偏，使得汽车的操纵稳定性有所下降[3]。
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行驶性能。
良好的气动造型设计应该具有较小的阻力系数。
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带来的操纵稳定性问题也是需要考虑问题。
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]。