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进气格栅对轿车气动特性影响研究
| 论文题名： | 进气格栅对轿车气动特性影响研究 |
| 关键词： | 进气格栅;流场特征;数值模拟;气动特性;响应面拟合;汽车工程 |
| 摘要： | 汽车保有量逐年增大，所消耗能源也日益增多，加剧了能源及环境问题。汽车进气格栅直接影响发动机舱的内流特性，同时对汽车空气阻力存在一定的影响，从而影响整车的气动特性和燃油经济性。因此，在汽车空气动力学领域中研究进气格栅对汽车气动特性的影响不可或缺。 进气格栅是空气进入发动机舱的必经通道，其在诸多方面影响着汽车前端的进气性能，进而决定了机舱内的流场特征。因此，针对汽车气动特性研究问题，本文以进气格栅对发动机舱内流特性的影响为研究重点。基于整车参数化模型，运用计算流体力学（CFD）技术对不同进气格栅的整车模型进行数值模拟，以此为基础探究汽车气动特性变化规律。本文首先对轿车上、下进气格栅进行参数化建模，利用数值模拟方法分析在高速行驶工况下格栅全开、上开下关、下开上关和全关四种方案的速度场、温度场、格栅进气量以及整车空气阻力系数（CD）的变化情况，结果表明格栅的开口面积、位置等对汽车气动特性存在一定影响。然后，采用控制变量法建立进气格栅开口面积、上下格栅位置及格栅形式三方面的参数化模型，基于不同工况对汽车气动特性进行深入探究，通过流场及热场可视化工作定性分析汽车气动特性，进一步研究了汽车气动特性评价指标随进气格栅相关变量的变化规律。研究发现发动机冷却需求和机舱内流阻力之间存在适配问题，主动进气格栅能够根据冷却需求适时地改变进气格栅的进气量，从而合理平衡两者的矛盾。因此，本文最后建立格栅全开到全关的七水平开度模型，引入正交试验设计法，对格栅的开度、车速、风扇转速三个影响发动机舱内流特性的主要因素设计三因素七水平共49组方案。通过正交组合方案的仿真分析，得到开度、车速、风扇转速、散热器质量流量及温度之间的关系，并基于响应面拟合法分别得到空气质量流量和温度标定的预测回归模型方程。 本文基于整车环境深入研究进气格栅对汽车气动特性的影响规律，在此基础上还展开了对主动进气格栅标定的研究，可为汽车进气格栅的设计提供指导。 |
| 作者： | 刘春华 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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