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基于内流的汽车气动特性研究与分析
| 论文题名： | 基于内流的汽车气动特性研究与分析 |
| 关键词： | 汽车气动特性;绕流流场;数值模拟;湍流模型;耦合仿真 |
| 摘要： | 汽车空气动力特性是汽车的重要特性之一，它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性与安全性。发动机舱及乘员室内流是汽车空气动力学中最复杂的一个部分，对汽车气动特性有着非常重大的影响。但我国汽车空气动力学起步较晚，对汽车气动特性的研究以外流场为主，而对发动机舱、乘员室内流大多只孤立的进行汽车气动特性研究；加之国内的汽车风洞以模型风洞居多，而且试验模型相对简单，没有设置发动机舱及乘员室内流。因此基于发动机舱及乘员室内流的耦合气动特性研究已成为制约我国汽车自主研发的主要技术瓶颈之一，因此，基于内流的汽车气动特性研究与分析具有重要的现实意义。 汽车空气动力学研究目前以风洞试验为主，但是发动机舱及乘员室位于舱体内部，舱内流场分布情况的观测比较困难，而且流经特定面的空气流量的统计也非常复杂。随着计算机技术的发展和试验成本控制等因素考虑，计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法，在内外流耦合计算中得到了广泛的应用。本文正是采用CFD技术，基于内流对汽车气动特性进行研究与分析： 首先，对汽车绕流流场模拟中的湍流模型与数值网格进行研究。应用四种常用RANS湍流模型进行外流场计算，研究了升力特性、阻力特性、收敛特性、流场特性上的表现，得到适合汽车流场的RANS模型:Realizable kε，并与DES模型进行对比分析，针对不同研究目的选用DES或者RANS模型；对常用的数值网格方式进行对比分析，得到适合汽车外部流场的网格划分方案，为后续工作提供了基础。 其次，对某轿车外流场进行空气动力特性研究，并研究了车轮旋转效应对汽车气动特性的影响，为汽车风洞试验数据修正提供依据。 再次，基于发动机舱内流的某轿车进行内外流耦合计算，分析了其流场气动特性，并与外流场进行了对比分析。 最后，基于轿车外流场模型加入乘员室模型，在侧窗、天窗开启的情况下对整车进行耦合气动特性研究，对含有内流的耦合流场仿真进行进一步探索。 |
| 作者： | 董立伟 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 谷正气 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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