随着现代汽车工业的进步,车辆气动特性和车身表面水管理日益成为汽车研发的关键问题。在降雨环境下,雨水会在车身表面形成水相,车身气动性能发生变化,并对驾驶员的视野、照明系统及摄像头等传感器的性能造成影响,从而危及行车安全。因此,对车辆气动特性和车身表面水相分布特性开展研究具有重要意义。本文建立了降雨环境和侧风雨环境下的车辆外流场数值计算模型,验证了数值模型的准确性。分析了车辆在无雨和有雨条件下的气动特性,并采用Lagrangian Discrete Phase Model和Eulerian Wall Film Model相结合的思想,对降雨环境和侧风雨环境下的车身表面水相生成和分布特性开展研究。分析了降雨环境下车身表面各区域水相厚度随时间的变化规律,以及降雨强度和车速对水相生成和分布的影响。分析了偏航角对车身水相分布的影响,以及偏航工况下车身水相厚度随时间的变化规律。此外,为研究车轮溅水对车身表面的水相污染机理,建立了与之相关的车辆外流场数值计算模型,分析了车身水相污染随时间的变化规律,以及轮腔内复杂的流场变化,分析了车速对车轮溅水污染的影响,最后提出四种车身几何模型改动方案,分析了车身各气动部件对车轮溅水污染的影响。研究结果表明:降雨使得车身大部分区域表面压力不同程度增大,雨滴飞溅和附着对前挡风玻璃区域的视线影响较大。降雨环境下,雨滴在车身表面附着生成水相,并不断发展,最终趋于稳定;车身表面各区域水相厚度随降雨强度的增大而增大,降雨强度对前窗水相厚度影响最大;车头、后窗和侧窗水相厚度随车速增大而增大,而前窗水相厚度随车速增大而减小。侧风雨环境下,随着偏航角的增大,车身侧部迎风面的水相厚度和覆盖范围逐渐增大,最终保持稳定,偏航角的进一步增大不会对车身侧面水相分布和厚度有明显影响。一定车速条件下,车轮溅水在车身侧部和底部生成的水相随着时间逐步向车身后部变化,水相厚度逐渐增加,覆盖范围逐渐增大,最终趋于稳定;改变车身外形的方法对车身侧部污染均有一定程度的改善,阻风板对前、后轮后部区域的污染控制效果较好,挡泥板显著改善了后轮的水相污染,轮腔护板减少了前轮后部的污染,侧裙对前轮后部区域的污染控制效果最好,对后轮后部区域的污染情况也有明显改善。