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前风窗角度对轿车空气动力学性能影响的研究
| 论文题名： | 前风窗角度对轿车空气动力学性能影响的研究 |
| 关键词： | 汽车外流场;空气动力学;前风窗角度;数值模拟 |
| 摘要： | 汽车技术的快速发展，加上国内燃油价格的持续上涨，使得汽车的动力性和经济性成为了消费者越来越关心的重点，因而对汽车空气动力性能的研究已成为汽车行业的焦点。汽车的外形在很大程度上影响汽车空气动力学特性，本文就前风窗的角度来研究汽车外形对车辆气动阻力系数、升力系数、侧向力系数及剪切应力的影响，以此来分析汽车前风窗角度对空气动力性能的影响。此外，在车辆行驶过程中的空气动力性能也会受到侧风的影响，本文中对比分析研究有侧风和无侧风时的空气动力特性。 本文运用了CAD(Computer Aided Design计算机辅助设计)建模、ANSA软件划分网格和Star CCM+（computational continuum mechanics连续介质力学算法）软件。三种软件相结合的算法对汽车外流场进行了数值模拟分析，计算并研究了无侧风和有侧风时不同前窗角度对汽车空气动力性能的影响。 将Auto CAD软件构建前风窗20°的车身模型导入到ANSA软件中，改变前风窗角度成为20°、25°、30°、35°和40°的五种车身模型，并进行面的修补，修改好模型后建立有侧风和无侧风两种情况下的计算域。将划分好面网格的五种车身模型导入到流体软件Star CCM+中进行体网格划分，设定物理模型和计算条件并完成流体分析计算。计算完成后输出车身的速度矢量图、压力云图和剪切应力矢量图和气动阻力系数、升力系数、侧向力系数等参数，得出汽车空气动力性能最好时所对应的前风窗的角度。 从外流场后处理的分析结果可以看出:前风窗角度的差异使汽车所受横风的影响不同，该影响与汽车外形、车辆行驶速度、有无侧风有关。且车身上下压力差决定汽车的升力系数，车身左右压力差决定侧风系数，车身前后压力差影响气动阻力系数。流体分析得到同一车速、同一边界计算条件的相同条件下20°、25°、30°、35°和40°和五种前窗角度车型中，得出35°车型具有更好气动性能的结论。 |
| 作者： | 乐欢 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 殷时蓉;张甫仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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