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基于FLUENT的小型电动轿车车身气动性能分析与优化
| 论文题名： | 基于FLUENT的小型电动轿车车身气动性能分析与优化 |
| 关键词： | 小型电动轿车;车身设计;流场模拟;气动性能 |
| 摘要： | 随着国家节能减排政策的施行，电动车取代燃油车已经成为未来的趋势，但电动汽车的续航问题始终是一个瓶颈，特别是对于那些拥有远距离行驶需求的驾驶员，这样的续航劣势阻碍着电动汽车被市场大众广泛接受。解决续航里程问题一方面除了从电池技术着手外，另一方面就是提高汽车的空气动力性能，降低风阻，提升行驶稳定性。这对于提高企业竞争力、提升电动汽车市场占有率和减轻环境压力具有重要意义。本文以某国产纯电动汽车为研究对象，基于三维、定常、不可压缩方程，利用大型流体力学软件FLUENT,对该车车身进行外流场和气动性能分析，并对其空气动力学性能局部造型进行优化。 论文首先通过对国内外小型电动轿车的设计风格和语言进行分析，找出了几种影响车身造型的关键因素并就其如何影响车身造型设计进行了解释，最后总结小型电动汽车的未来设计思路和主要趋势并针对目前市场上的一款小型电动轿车建立了三维力学模型，数值模拟了在环境风速下的流场、流谱以及车体所受到的气动力和气动力矩。分别对正风工况和横摆角分别为6°、12°、18°、24°和30°的五种侧风工况进行数值模拟，分析了五种风向角下的气动力和气动力系数的变化情况。通过控制变量法研究了模型上对于气动参数影响较大的几种参数，分别是尾翼、车头圆角半径和离地间隙，研究结果表明，降低离地间隙，适当改变尾翼的角度和安装位置等可以降低车身的风阻，车头下表面圆角半径对于降低风阻的影响不大。 根据单个因素的仿真结果将它们进行五因素四水平共16个模型的正交实验，最终从结果中选取最优组合形成改进后的车身模型，并重新进行数值分析验证实验的准确性，最后和原始模型的工况分别比较，通过速度分布图，压力分布图和湍动能分布图评定其性能，并进行实验验证。 按照1∶25的比例缩小车身模型，经3D打印制成实物模型，以扬州大学低速风洞实验室为实验场地，配合一台直流吸气式教学风洞进行车身的气动特性实验，验证了本文车身气动特性仿真结果的准确性，对进一步发展电动汽车空气动力学研究具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 胡西杰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李红;曹德章 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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