某SUV外部后视镜尾流区域气动特性的研究
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2016年 （第 3 8 卷 ）第 6 期
汽车工程 Automotive Engineering
2016 (Vol.38) No.6
2016112
某 SUV外部后视镜尾流区域气动特性的研究*
陈 鑫 ，汪 硕 ，张 武 ，吴元强，宁厚于，胡翠松,杨昌海 ( 吉 林 大 学 ，汽 车 仿 真 与 控 制 国 家 重 点 实 验 室 ，长 春 130025)
Keywords：exterior rear-view mirror；wake flow；aerodynamic characterisຫໍສະໝຸດ Baiduics；wind tunnel test；sim ulation；low-pressure region；low-velocity layer
刖言
汽车噪声影响人们的工作学习和休息,危害乘 员和驾驶员的身体健康。降低气动阻力可提高汽车 燃油经济性。汽 车 外 形 具 有良好的流线型，可使汽 车 表 面 气 流 分 离 延 缓 ，流 动 更 加 平 顺 ，使 车 身 边 界 层 气流分离点所围面积减小。后视镜作为突出于汽车 表 面 的 钝 头 体 ，在 汽 车 行 驶 时 会 使 边 界 层 气 流 分 离
* 国家自然科学基金(51175214)资助。 原稿收到日期为2015年 1 0 月 2 3 日，修改稿收到日期为2015年 12月 2 9 日
2016(Vol.38)N o .6
陈 鑫 ，等 :某 S U V 外部后视镜尾流区域气动特性的研究
•699 •
对后视镜的研究主要侧重在对稳态平面流场的研 究 ，而对三维空间的流场特性研究不够充分。本文
关键词：车外后视镜;尾 流 ;气动特性;风洞试验;仿 真 ;低压区;低速层
A Research on the Aerodynamic Characteristics in the Wake Flow Area of Exterior Rear-view Mirrors in a SUV
Chen Xin， Wang Shuo， Zhang Wu， Wu Yuanqiang， Ning Houyu， Hu Cuisong & Yang Changhai
Jilin University， State Key Laboratory o f Automobile Simulation and Control， Changchun 130025
[Abstract] Exterior rear-view mirror is a protruding blunt object of vehicle， which has a greater effect on the aerodynamic drag and noise of vehicle. A method combining wind tunnel test and SST k-棕turbulence model simula tion is used to explore the aerodynamic characteristics of the wake flow of rear-view mirror. The results of wind tun nel tests show that there are an adverse pressure region and a back flow in the wake flow area of rear-view mirror. And the results of simulation indicate that in the wake flow area of rear-view mirror， there are a low-pressure region and a half-ellipsoid-like low-velocity layer， in which there exist two counter-rotating vortices flowing along two vortex center trajectories and accompanied by apparent turbulences. Low-pressure region makes rear-view mirror produce local pressure drag， and the turbulences in low-velocity layer cause the fluctuating pressure on front side windows， they all have greater effects on the aerodynamic drag and noise of vehicle.
[摘 要 ]车 外 后 视 镜 是 汽 车 上 的 突 出 钝 头 体 ，对整车气动阻力和气动噪声有较大影响。采 用 风 洞 试 验 与 SST k-棕湍流模型仿真相结合的方法，探讨了后视镜尾流区域气动特性。风洞试验结果表明，行驶中车外后视镜尾流区 域存在逆压区域并产生回流。仿真结果表明，后视镜尾流区域存在低压区和近似半椭球的低速层，低速层中存在沿 两条涡流中心轨迹线流动的反向旋转涡流，并伴有明显的湍流。低压区使后视镜产生局部压差阻力，低速层中的湍 流造成前侧窗上的脉动压力，它们对整车气动阻力和气动噪声的影响较大。
而 产 生 类 似 卡 门 涡 的 湍 流 结 构 ，这 种 结 构 在 尾 部 顺 气 流 方 向 移 动 ，并 拖 出 很 长 的 距 离 ，其 结 构 中 具 有 规 则的涡系[|-4]。引起后视镜气动噪声的主要原因就 是湍流结构中气泡和涡流及其与车窗玻璃和车身覆 盖件等的相互作用。整车外后视镜尾流气动特性的 研究有着重要意义。对于后视镜附近流场产生气动 阻力和气动噪声的机理及影响因素的研究主要集中 在两个方面:第一，对平板上后视镜气动特性进行研 究 [5]；第 二 ，对 整 车 后 视 镜 气 动 特 性 进 行 研 究 [1，6]。
汽车工程 Automotive Engineering
2016 (Vol.38) No.6
2016112
某 SUV外部后视镜尾流区域气动特性的研究*
陈 鑫 ，汪 硕 ，张 武 ，吴元强，宁厚于，胡翠松,杨昌海 ( 吉 林 大 学 ，汽 车 仿 真 与 控 制 国 家 重 点 实 验 室 ，长 春 130025)
Keywords：exterior rear-view mirror；wake flow；aerodynamic characterisຫໍສະໝຸດ Baiduics；wind tunnel test；sim ulation；low-pressure region；low-velocity layer
刖言
汽车噪声影响人们的工作学习和休息,危害乘 员和驾驶员的身体健康。降低气动阻力可提高汽车 燃油经济性。汽 车 外 形 具 有良好的流线型，可使汽 车 表 面 气 流 分 离 延 缓 ，流 动 更 加 平 顺 ，使 车 身 边 界 层 气流分离点所围面积减小。后视镜作为突出于汽车 表 面 的 钝 头 体 ，在 汽 车 行 驶 时 会 使 边 界 层 气 流 分 离
* 国家自然科学基金(51175214)资助。 原稿收到日期为2015年 1 0 月 2 3 日，修改稿收到日期为2015年 12月 2 9 日
2016(Vol.38)N o .6
陈 鑫 ，等 :某 S U V 外部后视镜尾流区域气动特性的研究
•699 •
对后视镜的研究主要侧重在对稳态平面流场的研 究 ，而对三维空间的流场特性研究不够充分。本文
关键词：车外后视镜;尾 流 ;气动特性;风洞试验;仿 真 ;低压区;低速层
A Research on the Aerodynamic Characteristics in the Wake Flow Area of Exterior Rear-view Mirrors in a SUV
Chen Xin， Wang Shuo， Zhang Wu， Wu Yuanqiang， Ning Houyu， Hu Cuisong & Yang Changhai
Jilin University， State Key Laboratory o f Automobile Simulation and Control， Changchun 130025
[Abstract] Exterior rear-view mirror is a protruding blunt object of vehicle， which has a greater effect on the aerodynamic drag and noise of vehicle. A method combining wind tunnel test and SST k-棕turbulence model simula tion is used to explore the aerodynamic characteristics of the wake flow of rear-view mirror. The results of wind tun nel tests show that there are an adverse pressure region and a back flow in the wake flow area of rear-view mirror. And the results of simulation indicate that in the wake flow area of rear-view mirror， there are a low-pressure region and a half-ellipsoid-like low-velocity layer， in which there exist two counter-rotating vortices flowing along two vortex center trajectories and accompanied by apparent turbulences. Low-pressure region makes rear-view mirror produce local pressure drag， and the turbulences in low-velocity layer cause the fluctuating pressure on front side windows， they all have greater effects on the aerodynamic drag and noise of vehicle.
[摘 要 ]车 外 后 视 镜 是 汽 车 上 的 突 出 钝 头 体 ，对整车气动阻力和气动噪声有较大影响。采 用 风 洞 试 验 与 SST k-棕湍流模型仿真相结合的方法，探讨了后视镜尾流区域气动特性。风洞试验结果表明，行驶中车外后视镜尾流区 域存在逆压区域并产生回流。仿真结果表明，后视镜尾流区域存在低压区和近似半椭球的低速层，低速层中存在沿 两条涡流中心轨迹线流动的反向旋转涡流，并伴有明显的湍流。低压区使后视镜产生局部压差阻力，低速层中的湍 流造成前侧窗上的脉动压力，它们对整车气动阻力和气动噪声的影响较大。
而 产 生 类 似 卡 门 涡 的 湍 流 结 构 ，这 种 结 构 在 尾 部 顺 气 流 方 向 移 动 ，并 拖 出 很 长 的 距 离 ，其 结 构 中 具 有 规 则的涡系[|-4]。引起后视镜气动噪声的主要原因就 是湍流结构中气泡和涡流及其与车窗玻璃和车身覆 盖件等的相互作用。整车外后视镜尾流气动特性的 研究有着重要意义。对于后视镜附近流场产生气动 阻力和气动噪声的机理及影响因素的研究主要集中 在两个方面:第一，对平板上后视镜气动特性进行研 究 [5]；第 二 ，对 整 车 后 视 镜 气 动 特 性 进 行 研 究 [1，6]。