随着我国高速公路的快速发展和汽车车速的不断提高,汽车高速行驶的时间大大增加,行车时遇到复杂路况的现象也越来越多。超车过程气动特性是一个两车外流场相互干扰从而产生复杂而剧烈流动的复杂现象。目前研究单车外流场与单车复杂工况的研究很多,但是超车过程气动特性的研究比较匮乏,特别是车身尺寸对超车气动力的研究几乎没有。超车时两车外流场的相互干扰会使车辆的气动力发生改变,从一定程度上影响车辆的操作稳定性和气动稳定性,对公路交通安全产生潜在的危害。每年我国高速公路交通事故中发生在超车时的事故占了很大的比例,给国家和人民的生命财产带来了巨大的损失。所以研究超车过程的车辆空气动力学特性有很重要的实际意义。本文基于CFD软件的动网格技术对超车过程做来一个全方位细致的模拟分析,来研究讨论超车过程每辆车的空气动力学特性。本文阐述了国内外研究超车的现状,研究意义以及创新点。介绍了 CFD求解方法理论、汽车空气动力学理论、流体力学理论基础以及网格划分方法。再通过建立数据模型,网格划分,再进行边界条件的设定,物理模型的选取对单车进行稳态模拟。模拟结束后建立标量场景与矢量场景,利用压力系数、总压系数、速度、近壁面网格速度等多个标量与矢量函数对单车流场特性进行描述,并且对车身所受阻力系数、侧向力、横摆力矩、侧倾力矩进行监测,绘制曲线图,分析数据,得出单车在流场中几乎不受到除气动阻力和气动升力外其它的力或力矩,以及单车外流场呈现基本对称和尾流漩涡呈双稳态的结论,为研究超车过程中车辆在气动力的干扰下气动特性发生改变做了铺垫。再通过设计不同相对速度、不同绝对速度的超车模型,以及不同超车间距进行二维不定常模拟,通过导入编程脚本来实现赋予车辆不同的速度以模拟整个超车过程,得到模拟数据,对超车压力云图、超车速度矢量图进行定性分析,对气动侧向力、横摆力矩结合整个超车过程进行定量分析,并将相对超车速度、绝对超车速度和超车间距对两车的气动影响进行线性拟合,结果表明相对超车速度越大,两车所受的气动侧向力越大,被超车受到的影响比主超车受到的影响显著;相对车速相同,绝对车速变大的情况下,两车所受到的气动干扰变小。超车距离对两车的影响为负向线性相关,且被超车受到的影响大于主超车受到的影响。最后保持其他变量不变,增加主超车长度,结果为主超车侧向力振幅加大,周期缩短,超车过程中侧向力变换方向的次数增多;主超车侧向力与主超车长度呈正线性相关,被超车侧向力与主超车长度呈负线性相关,且主超车长度变化对被超车的影响更为显著。根据得出的结论,当车辆在道路行驶中发生超车时,主超车驾驶员要尽量增加行车间距,选择较小的超车速度超过;被超车驾驶员在观察到后方来车超车时,要适当调整方向盘,以达到增加车距和躲避气动力极值的目的,以此确保安全超车。企业在汽车的设计与开发阶段,选择合适的车身长度与宽度,能够降低车辆在复杂工况下的侧向力,提高气动稳定性与操纵稳定性。