摘要: |
能源和环境问题已成为当今世界的一个比较严峻的问题。目前,绝大多数车辆都是燃油车辆,提高车辆燃油经济性,以节约能源和减少尾气排放,对缓解这一问题有着重要意义。而提高燃油经济性的最主要的方法就是降低车辆的气动阻力。厢式货车由于其阻力系数和正面投影面积都比较大,所以所受气动阻力相当大。据统计如果使其气动阻力系数减小1%,在同一时间内行驶相同的里程,可以获得的节油量要比小轿车大十几倍。可见减小厢式货车气动阻力来提高燃油经济性的效果十分明显,因此研究厢式货车的气动减阻技术意义重大。
本文以某厢式货车为研究对象,对其外流场进行数值模拟,探讨降低其气动阻力系数的方法。首先探讨汽车气动阻力形成机理,从理论方面研究了气动减阻技术的可行性;接着建立某货车外流场的有限元计算模型,包括建立控制方程、定义边界条件等;然后对厢式货车外流场进行数值模拟,计算其气动阻力,研究其车身表面压强分布,并把计算结果同该车试验结果作比较,检验数值模拟的精确性;最后基于数值模拟,研究货车形状和气动附加装置对气动阻力系数的影响,探讨降低其气动阻力系数的方法。
研究结果表明,货车外形是影响气动阻力系数的主要因素。可以通过使驾驶室的外形流线化、减小驾驶室和货厢之间的间隙大小、安装一些气动附加装置如导流罩等,来降低厢式货车的气动阻力系数。本文的主要新意是,运用有限元计算流体力学分析软件ANSYS CFX,采用其所带的SST模型,对某重型货车进行数值模拟,计算厢式货车的气动阻力系数,观察其外部流场特性。SST模型能够模拟一般湍流模型难以模拟的气流分离现象,这对汽车流场的数值模拟研究是一个重大突破。
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