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客车车身数值建模和周围流场的空间离散化及模型风洞试验研究
| 论文题名： | 客车车身数值建模和周围流场的空间离散化及模型风洞试验研究 |
| 关键词： | 客车模型;逆向工程;空间离散化;风洞试验 |
| 摘要： | 该课题主要在客车车身表面数值模型建立、客车周围流场有限元数值模拟的空间离散化和客车模型风洞试验三方面进行了研究.客车车身表面数值模型建立是客车造型和客车流场数值模拟空间离散化的基础.课题设计制作了1:5风洞试验用国产客车木质模型,利用三坐标测量机对模型表面进行了测量.测量中探讨了"网络预先标识法"和"触点初坐标调整法"等测量手段,经实际测量应用表明,这些方法简便有效.该研究依据逆向工程理论,通过编制三坐标测量数据与UG软件的接口,将测量数据读入UG,利用UG强大的自由曲面造型功能建立了适合于描述客车表面的数值模型.客车周围流场三维流数值模拟的空间离散化研究实现了由车身外表面离散点坐标数据文件自动剖分生成单元、节点和边界是条件的方法.在单元剖分中,使用"射线定比单元剖分法"进行单元网格密度控制.对于三维单元的节点编号优化工作,使用"最小节点数方向推进法",实践表明使用该法的节点优化效果十分明显.该研究在Windows98平台上编制了客车周围流场三维湍流有限元数值模拟的空间离散化程序,初步完整地实现了有限元前处理的各项主要工作.程序实际运行表明,这些方法可行有效.为客车周围流场三维湍流数值模拟提供对比数据,该课题还利用航空风洞进行了客车模型风洞试验,完整地测量了气动六分力和车身表面压力分布,并进行了流态显示试验.空气阻力试验数据分析表明,模型的空气阻力系数为0.539.前围与车顶的过渡由较小圆角变为较大圆角的试验分析表明,空气阻力系数可以降低23.30％.表面压力分布数据的分析表明,试验用客车前置发动机冷却进风口可选在客车的前保险杠到风窗下沿,这里的压力系数范围在0.965至1.00之间.试验用客车前围及前风窗上部为较大的正风压,适于面置进气通风口.客车的出气口可取在后窗柱上,这里的负压系数为-0.240.重复试验的数据分析表明,空气阻力系数数据的最大偏差小于0.88％,绝大部分测压试验数据的偏差均在1％以内,这说明客车模型风洞试验数据的精度较高. |
| 作者： | 范炜 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 高利;刘晶郁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2002 |
| 正文语种： | 中文 |
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