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原文传递汽车外流场DES模拟研究

论文题名：	汽车外流场DES模拟研究
关键词：	分离涡模拟;汽车外流场;气动性能;离地间隙;尾部上翘角
摘要：	随着经济的发展,高等级公路的建设、排放法规的日益严格和燃油价格的不断上涨对汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性和驾驶舒适性提出了越来越高的要求,使得汽车气动性能的研究成为汽车行业研究的重点与热点。　　传统的风洞试验研究具有周期长、花费大、存在阻塞效应等缺点,使得数值模拟在汽车空气动力学研究方面发挥越来越大的作用。由于汽车外流场具有全三维效应强、非定常、大分离和涡结构复杂的特点,采用RANS方法很难预测分离流动及捕捉流场细节。本文利用STAR-CCM+软件,采用1:1的建模比例,使用DES方法对Benz A160汽车外流场进行了数值模拟研究,主要研究工作包括: 　　 (1)采用DES方法对Ahmed钝体模型进行了模拟,并将部分结果与RANS方法比较,结果表明:在时均值方面,DES和RANS差别不大,但在捕捉尾部含能结构方面DES方法优势明显,更能真实地反应类车体尾流特征; 　　 (2)详细介绍了Benz A160的外流场数值模拟的过程,包括网格划分、边界条件设置、求解参数的设定等,并详细分析了外流场的压力分布、尾流速度场和湍动能分布情况; 　　 (3)分析了地面效应对气动力系数、压力分布和尾流场的影响。在考虑地面效应的前提下,分析了转动车轮对外流场的影响,包括气动力系数、车底流场和车轮周围流场的变化情况; 　　 (4)多面体网格与四面体网格的对比模拟表明多面体网格有网格数量少、结果精度高和收敛性能好的优势; 　　 (5)在130mm离地间隙下,对尾部上翘角分别为0°、5°、10°和15°的模型进行了对比模拟。然后,选取尾部上翘角为10°的模型,去掉车轮,对比分析了离地间隙分别为50mm、100mm、150amm和200mm时的结果。通过分析得出130mm离地间隙模型的最佳尾部上翘角在10°到15°之间,10°尾部上翘角模型的最佳离地间隙在100mm附近,上述结论为本车型气动性能的改进提供了参考。
作者：	林铁平
专业：	车辆工程
导师：	杨小龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文