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原文传递汽车发动机舱内流的模拟研究

论文题名：	汽车发动机舱内流的模拟研究
关键词：	汽车发动机;舱内流;CATIA软件;仿真计算;RNG湍流模型;压力修正法
摘要：	本文针对某款轿车，利用CATIA软件建立了某轿车1:1模型，利用前处理软件Gambit生成计算区域网格、设置边界条件，利用FLUENT软件进行仿真计算，利用FLUENT和Tecplot对计算结果进行后处理。计算中采用RNG湍流模型，控制界面的物理量应用二阶迎风差分格式获得，并运用SIMPLEC压力修正法进行迭代。本论文主要工作如下：　　 (1)通过对比分析汽车前端两种形式的进风口和发动机舱上方增加出风口三种情况，得出如下结论：汽车前端只有一个进风口的情况下，发动机迎风面的高压区偏上，并且高压区的压力明显低于增加辅助进风口的情况；在只有一个进风口、增加辅助进风口和增加辅助进风口与出风口这三种情况下，发动机舱内上方区域的气流流速是逐渐增加的趋势；比较三种情况下仿真得出的发动机舱内散热所需的冷却空气量与实际所需要的空气量，汽车前端只有一个进风口的情况不能满足发动机舱内的散热需求，而其余两种情况下能够满足散热需求；不同进出风口方式对汽车的动力特性有很大影响：增加辅助进风口的模型，空气阻力大于只有一个进风口模型的情况；发动机舱上方增加出风口的模型，空气升力明显小于没增加出风口模型的情况。　　 (2)利用改进的车型模拟汽车静止和5m/s、10m/s、15m/s、20m/s不同车速的情况，研究车速对发动机舱内流场的影响。通过分析y=500mm截面处的压力，汽车静止时，发动机迎风面的高压区偏右，随着车速的提高，发动机迎风面的高压区向中心移动，由于从进风口进入的正面气流与风扇产生的旋转气流的相互影响，又在发动机迎风面两侧产生两个高压区。另外，当汽车静止时，从发动机舱内排出的气流是从舱底向各个方向散出；当汽车行驶时，排出气流是流向车底后方的，并且随着车速提高，向车底后方排出的气流越多。　　 (3)利用FLUENT中的移动壁面边界条件模拟汽车的地面效应。计算中采用RNG湍流模型，控制界面的物理量应用二阶迎风差分格式获得，并运用SIMPLEC压力修正法进行迭代，分别计算了含有地面效应和不含地面效应的两个模型，计算结果包括发动机舱内流场迹线和流动特性。针对仿真结果，对比两种情况得出，在考虑地面效应的情况下，发动机后方的区域气流相对平稳地向舱底流动，在流出舱内以后，贴近地面向车后方流动；而不考虑地面效应的情况下，流出舱底的气流有一个上扬的趋势。考虑地面效应的情况下，空气阻力略大于不考虑地面效应的情况，空气升力明显小于不考虑地面效应的情况。
作者：	王晓明
专业：	车辆工程
导师：	赵又群
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京航空航天大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文