轎車尾流fluent仿真分析與設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上轎車尾流fluent仿真分析與設(shè)計(jì)   1.1空氣動(dòng)力學(xué)在汽車中的應(yīng)用    空氣動(dòng)力學(xué)特性是汽車的重要特性之一,它直接影響汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、舒適性與安全性。其中,空氣動(dòng)力學(xué)中的空氣阻力(風(fēng)阻)是影響油耗的首要因素,降低風(fēng)阻系數(shù)則是提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的重要途徑之一。汽車空氣動(dòng)力學(xué)性能對(duì)汽車的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性具有重要影響。汽車空氣動(dòng)力學(xué)的首要研究任務(wù)是通過試驗(yàn)或者數(shù)值模擬研究獲得汽車行駛時(shí)汽車本身所受到的氣動(dòng)力的變化，改善汽車的行駛性能，評(píng)價(jià)汽車的節(jié)能水平。  1.2階背式轎車與直背式轎車簡(jiǎn)述階

2、背式轎車國際上簡(jiǎn)稱L型車，也稱為三廂式轎車，具有后備箱。它通常是中高檔轎車的款式，涵蓋的車型最多，從夏利三廂、富康988、捷達(dá)、奧迪一直到凱迪拉克、勞斯萊斯。 在一般人的眼中，這車型是引擎置在車頭，中間省幾個(gè)座位，四扇車門，車尾有個(gè)分隔的行李廂，即三廂式設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是扁闊的尾廂放不下較大件的行李，而且乘客在行車時(shí)，也照顧不到放在后備廂的東西。在駕駛方面，由于車身重心是在前方偏中位置，所以有中性轉(zhuǎn)向的特性。隨著生活水平的日益提高, 外出旅行成了人們休閑的新時(shí)尚, 直背式旅行轎車(簡(jiǎn)稱直背式轎車)在人們旅行時(shí)起著非常重要的作用, 既能載人又能載物.但缺點(diǎn)是后行李倉空間不足以簡(jiǎn)化的直背式轎車模型為研究

3、對(duì)象。  1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀   當(dāng)前國內(nèi)外對(duì)汽車外流場(chǎng)的研究已經(jīng)比較深入，已經(jīng)有大量的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表，北航的康寧、李光輝教授借助商用計(jì)算流體力學(xué)軟件STAR-CD,利用移動(dòng)邊界條件進(jìn)行三維數(shù)值模擬,計(jì)算加裝行李架前后的轎車在不同車速下的車身氣動(dòng)阻力系數(shù)和升力系數(shù),并通過與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性。計(jì)算結(jié)果表明,不同剖面形狀的行李架對(duì)直背式轎車外流場(chǎng)有不同程度的影響.研究結(jié)果為合理選擇行李架的剖面形狀,改善轎車的氣動(dòng)特性提供了依據(jù)。西華大學(xué)楊海波應(yīng)用國內(nèi)外廣泛采用的合成風(fēng)的方法模擬側(cè)風(fēng)作用下的汽車外流場(chǎng)。根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)車身周圍流場(chǎng)進(jìn)行了分析,并根據(jù)

4、車身外流場(chǎng)不同位置截面上的速度和壓力等物理量的分布與變化情況,定性的分析了轎車受到側(cè)風(fēng)作用時(shí)側(cè)向力和升力發(fā)生相應(yīng)變化的原因,并重點(diǎn)結(jié)合GB7258標(biāo)準(zhǔn),從氣動(dòng)升力入手,對(duì)模型車高速行駛時(shí)的行駛安全性進(jìn)行了定量分析。得出結(jié)論，汽車高速行駛時(shí)高速風(fēng)流直接影響汽車的升力和側(cè)向力,其中氣動(dòng)升力直接影響高速汽車的轉(zhuǎn)向性,從而影響到高速汽車的操縱穩(wěn)定性等主動(dòng)安全性能。文獻(xiàn)2通過ANSYS ICEM-CFD的網(wǎng)格生成模塊對(duì)所建的汽車模型進(jìn)行六面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分,導(dǎo)入計(jì)算流體力學(xué)軟件STAR-CD對(duì)汽車模型的外圍流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了與實(shí)際情況非常相符的計(jì)算結(jié)果。最后得出肯定的結(jié)論,汽車空氣動(dòng)力特性的數(shù)

5、值模擬可以輔助汽車設(shè)計(jì)師,在設(shè)計(jì)初步完成之后,對(duì)其進(jìn)行流場(chǎng)的數(shù)值模擬,對(duì)設(shè)計(jì)提出改進(jìn)意見,爭(zhēng)取達(dá)到美學(xué)與空氣動(dòng)力性完美結(jié)合的程度。文獻(xiàn)3闡述了汽車空氣動(dòng)力學(xué)特性研究的背景和意義,以及進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)模擬研究的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,研究了汽車外流場(chǎng)數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)；文獻(xiàn)4通過闡述研究汽車空氣動(dòng)力學(xué)和利用數(shù)值模擬方法研究汽車外流場(chǎng)的意義 ,介紹了目前在流場(chǎng)計(jì)算中被廣泛使用的ANSYS軟件的CFD功能 ,結(jié)合大客車的實(shí)例 ,對(duì)如何利用ANSYS軟件的CFD功能建模、網(wǎng)格劃分和加載邊界條件等進(jìn)行了詳盡、深入淺出的講解 ,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。最后 ,展望了這一領(lǐng)域的發(fā)展前景文獻(xiàn)5闡述了數(shù)值仿真在汽車空氣動(dòng)力學(xué)

6、領(lǐng)域的研究特點(diǎn)及難點(diǎn),介紹了汽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真方法的研究現(xiàn)狀,展望了這一研究領(lǐng)域的發(fā)展前景；文獻(xiàn)6建立了三種不同尾部造型模型,應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)不同尾部造型的尾部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了相應(yīng)的阻力系數(shù)和尾部流場(chǎng)特性。通過對(duì)不同模型的流速和流線分布、湍流動(dòng)能及不同橫向截面渦系的比較分析，討論了不同尾部造型對(duì)尾部流場(chǎng)的影響,得出了較理想的尾部造型形式。文獻(xiàn)8用CFD方法對(duì)直背式轎車加速過程中非定常外流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬；文獻(xiàn)9用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)直背式轎車起動(dòng)過程中的非定常外流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬；文獻(xiàn)11文中簡(jiǎn)要介紹了汽車的空氣動(dòng)力學(xué)特性以及FLUENT軟件的主要特點(diǎn),并對(duì)汽車外流場(chǎng)數(shù)值分析

7、中的有關(guān)理論基礎(chǔ)進(jìn)行了探討,著重討論了FLUENT軟件在汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用,并給出了應(yīng)用實(shí)例。 1.4本文研究?jī)?nèi)容   本課題主要是研究階背式與直背式轎車尾流結(jié)構(gòu)，通過了解空氣動(dòng)力學(xué)的有關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究、理論分析、數(shù)值計(jì)算，熟悉汽車外流場(chǎng)的數(shù)值模擬技術(shù)，學(xué)習(xí)fluent和gambit軟件的相關(guān)知識(shí)和使用方法，進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算并分析計(jì)算結(jié)果。 1.5參考文獻(xiàn)1.楊海波，基于空氣動(dòng)力學(xué)的汽車行駛安全性研究D 四川：西華大學(xué)碩士學(xué)位論文，20092.蘇文慧，汽車車身設(shè)計(jì)及其外圍流場(chǎng)的數(shù)值模擬D 大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2005  

8、;  3.任斌，后擾流板對(duì)汽車空氣動(dòng)力學(xué)特性影響的模擬研究D  南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 20094.唐振明，車輛外圍流場(chǎng)的數(shù)值模擬計(jì)算J 廣西交通科技 2003年02期    5.張揚(yáng)軍，呂振華等，汽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真研究進(jìn)展J 汽車工程 2001年02期6.張啟橋，趙又群，軟米慶，汽車尾部外流場(chǎng)數(shù)值J 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2009年10期7.Hucho.W. Aerodynamic of Road Vehicles. Annual Review of Fluid Mechanics,1993,258.宗葉玲 康寧 直背式轎車加速行駛氣

9、動(dòng)阻力的計(jì)算J 航空動(dòng)力學(xué)報(bào) 2008年07期9.藍(lán)天 康寧 鄭昊 直背式轎車起動(dòng)過程中氣動(dòng)現(xiàn)象的研究J 航空動(dòng)力學(xué)報(bào) 2007年11期10.傅立敏 劉錫國 典型汽車尾流結(jié)構(gòu)的研究J 汽車工程 1996年06期11.馮宜彬，過學(xué)迅，F(xiàn)LUENT在汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用J 北京汽車 2008年02期12.張英朝 汽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù) 北京：北京大學(xué)出版社.2011年6月    13.谷正氣 汽車空氣動(dòng)力學(xué) 北京：人民交通出版社.2005年7月設(shè)計(jì)參數(shù)如下：建立模型劃分網(wǎng)格如上圖定義邊界類型如上*導(dǎo)入fluent分析1、  粘度模型為模型2、  定義操作條件如下：3、  設(shè)定速度入口條件：4、  出口條件為outflow，保持默認(rèn)5、  初始化6、