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原文传递高速客车气动特性的研究

论文题名：	高速客车气动特性的研究
关键词：	高速客车;气动阻力;气动力特性;隧道内;侧向力;行驶稳定性;数值模拟;气动特性;隧道风机;行车安全性;升力;汽车;理论分析;工况;模拟和实验;扰流器;半径;行驶安全性;行车稳定性;燃油经济性
摘要：	随着客车工业水平的提高和制造技术的改进,高速客车气动外形及气动特性越来越受到重视。客车受到的气动力和气动力矩主要影响燃油经济性和行车稳定性。汽车的气动减阻问题在能源危机的今天越来越受到人们的重视。同时汽车在特殊工况行驶下的气动特性,对汽车的操纵稳定性和行车安全性产生很大影响,甚至可能造成交通事故。　　本文采用理论分析、数值模拟以及实验研究的方法,其中理论分析对数值模拟和实验起指导作用,而实验结果对数值模拟进行验证。在前人成果的基础上研究高速客车局部特征与气动阻力的关系,探究局部特征对气动阻力影响的机理,探索局部尺寸的改变对整车气动性能的影响,对客车的优化设计提供帮助；在兼顾气动阻力和行车安全的基础上,研究了单辆客车从隧道风机下方穿过时,射流风机出口的高速气流对汽车行驶稳定性的影响,进而探讨两辆相同客车并行从隧道风机下方驶过时气动特性的变化规律,分析了隧道内风机正常工作时,一辆运动客车超过另一辆客车时两车的空气动力特性。　　研究表明:前侧缘、后侧缘圆化半径越大,气动阻力越小,而后顶缘圆化半径越大气动阻力越大；增加前下缘半径、前缘点后移量、前围横向曲率,整车气动阻力均会减小；离地间隙、空调位置和车尾上翘对车气动阻力基本没有影响,但存在一个最佳值使气动升力最小。加装扰流器会使客车出现负升力,提高客车的行驶安全性。随着后部扰流器高度的增加客车气动阻力减小。当客车造型发生变化时,压差力变化较大,摩擦力基本不改变。　　单辆客车在无风的隧道内行驶时,气动阻力和升力都比在无风开阔道路上工况下大,气动侧向力指向靠近隧道壁的一侧。单辆客车在有风工况行驶时,当客车未被风机干扰时,气动阻力小于无风工况,气动力在风机出口3-4倍车长这个区间内变化剧烈,气动阻力和升力分别出现最大值和最小值,侧向力出现快速振荡。并行行驶在隧道内的客车,气动力变化趋势与单车相同,由于堵塞比较大,变化的幅度也比较大。两车之间存在相互排斥的侧向力。由于隧道内左侧空间小于右侧,因此左车气动力峰值比右车的大。在隧道内超车时,慢车的气动力变化比快车大,气动侧向力出现类似正弦形状的变化。快车侧向力变化幅度较小,且无规律。
作者：	岳建雄
专业：	流体机械及工程
导师：	杜广生
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文