尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響分析

1、尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響分析p班級(jí)：T1043-4p學(xué)號(hào)：2010043041p姓名：陳和維尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響分析 外觀方面，尾翼可以起到改善汽車(chē)造型；空氣動(dòng)力學(xué)角度，尾翼可以增強(qiáng)或減弱汽車(chē)車(chē)身局部氣壓，改變汽車(chē)行駛時(shí)空氣阻力，影響汽車(chē)經(jīng)濟(jì)型和動(dòng)力性斯柯達(dá)明銳RS尾翼的類(lèi)型 汽車(chē)經(jīng)常使用的尾翼有3種形式，如下圖： 尾翼 根據(jù)頂棚后部和柱上部的造型特點(diǎn)設(shè)計(jì)并安裝在頂棚和后風(fēng)窗交接處 尾翼 在尾翼的基礎(chǔ)上鏤空中部得到尾翼 尾翼， 其主體部分是兩端有小翼的反翼型板， 用支架支撐在頂棚后沿并向前傾斜使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響 建立兩廂轎車(chē)的三維模型 在造型軟件中建立兩廂轎車(chē)的 比例的三維

2、模型 如圖 整車(chē)總長(zhǎng)為 ，不包括尾翼時(shí)總高為 ，包括后視鏡時(shí)總寬為 ，不包括后視鏡時(shí)總寬為。模型封閉為實(shí)體，簡(jiǎn)化外表面，其主要措施如下： 對(duì)表面局部凹凸如門(mén)縫線等做平滑處理省略車(chē)門(mén)把手、車(chē)燈、雨刮器等附件 建立簡(jiǎn)化的剎車(chē)盤(pán) 剎車(chē)鉗 車(chē)軸 輪罩在輪胎接地處拉伸出高的凸臺(tái) 這樣可以避免劃分網(wǎng)格時(shí)出現(xiàn)狹長(zhǎng)尖銳的低質(zhì)量網(wǎng)格使用軟件ANSYS FLUENT, 對(duì)安裝了三種不同尾翼的兩廂轎車(chē)的外部流場(chǎng)進(jìn)行三維空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響為了提高計(jì)算結(jié)果的精確度， 在尾部建立網(wǎng)格加密區(qū)域在整車(chē)的外部建立一個(gè)長(zhǎng)方體計(jì)算域， 模擬汽車(chē)周?chē)目諝饬鲃?dòng)由于計(jì)算域較大，側(cè)壁對(duì)車(chē)身周?chē)?/p>

3、場(chǎng)影響不大，側(cè)向力接近于零，忽略側(cè)向力系數(shù)使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響 求解計(jì)算： 本次計(jì)算假定空氣為不可壓縮氣體， 湍流模型選用 模型，空間離散采用二階迎風(fēng)差分格式，迭代方式選用算法，殘差選0.0001，計(jì)算邊界條件為： 進(jìn)口邊界給定速度30m/s ； 出口邊界為壓力出口； 地面、頂面和側(cè)面為壁面邊界； 初始條件以進(jìn)口條件給定。 結(jié)果是從不同尾翼的阻力系數(shù)和升力系數(shù)2個(gè)參數(shù)研究尾翼對(duì)行駛中的汽車(chē)性能的影響使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響 安裝不同尾翼時(shí)的表面壓力分布使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響u 1、汽車(chē)上部的氣流在尾翼的引導(dǎo)下快速平穩(wěn)地與下u 部的氣流

4、匯合。尾翼起到了有效引導(dǎo)尾部氣流u ,盡量消除尾部氣流分離的作用， 有效降低了兩u 廂轎車(chē)的阻力系數(shù)后風(fēng)窗附近的負(fù)壓區(qū)面積最小，u 尾部的“ 后拉力” 較小， 阻力系數(shù)較小。2、尾翼u 上表面有數(shù)值較大的正壓區(qū)， 能提供一定的負(fù)u 升力安裝A尾翼時(shí)的表面壓力分布安裝A尾翼時(shí)截面流線顯示使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響u 安裝B尾翼時(shí)， 尾部出現(xiàn)了明顯的亂流， 氣流不能平穩(wěn)匯合，使得阻力系數(shù)增大。u 安裝尾翼時(shí)， 后風(fēng)窗附近的負(fù)壓區(qū)面積較大，這個(gè)負(fù)壓區(qū)會(huì)對(duì)行駛中的汽車(chē)施加與行駛方向相反的“ 后拉力”， 增大阻力系數(shù)。u 尾部有面積和數(shù)值較大的正壓區(qū)提供負(fù)壓力， 減小升力系數(shù)。這個(gè)正壓區(qū)

5、是尾翼中空部分有效地把氣流引向后風(fēng)窗表面而引起的。u 尾部出現(xiàn)了明顯的亂流， 氣流不能平穩(wěn)匯合， 使得阻力系數(shù)增大安裝B尾翼時(shí)的表面壓力分布安裝B尾翼時(shí)截面流線顯示使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響u 尾翼反翼型板的上表面是個(gè)數(shù)值較大的正壓區(qū)，使兩廂轎車(chē)的阻力系數(shù)明顯增大， 下表面是一個(gè)負(fù)壓區(qū)， 上下表面壓差使氣流對(duì)尾翼施加了一個(gè)很大的負(fù)升力， 這是安裝尾翼時(shí)兩廂轎車(chē)的升力系數(shù)最小的重要原因。u 尾部出現(xiàn)了明顯的亂流， 氣流不能平穩(wěn)匯合， 使得阻力系數(shù)增大安裝C尾翼時(shí)的表面壓力分布安裝C尾翼時(shí)截面流線顯示使用ansys軟件分析尾翼對(duì)汽車(chē)性能的影響 結(jié)果分析 兩廂轎車(chē)數(shù)值模擬結(jié)果見(jiàn)表1，氣動(dòng)力系數(shù)見(jiàn)圖 安裝 尾翼時(shí) 阻力系數(shù)最小 動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性最好 升力系數(shù)最大 高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性在三者中最差 但也產(chǎn)生了一定的負(fù)升力 一般情況下也能滿足要求 安裝 尾翼時(shí) 綜合考慮動(dòng)力性 燃油經(jīng)濟(jì)性 高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性 其性能是三者中最理想的 安裝尾翼時(shí) 阻力系數(shù)和升力系數(shù)都居中 動(dòng)力性 燃油經(jīng)濟(jì)性 高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性均居中 安裝尾翼時(shí) 阻力系數(shù)最大 與安裝 尾翼時(shí)相比差值較大 動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性最差升力系數(shù)最小 高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性最好 但產(chǎn)生的負(fù)壓力過(guò)大 嚴(yán)重影響了兩廂轎車(chē)的其他性能安裝 尾翼時(shí) 雖然可以增加汽車(chē)的操縱穩(wěn)