随着汽车工业的不断发展和制造技术的快速提高,作为汽车重要分支的大客车的外部造型和气动特性也受到了极大的关注。客车的外围流场使其受到力和力矩的作用,和空气阻力系数密切相关,直接影响着车辆的使用经济性和使用者的运营成本,因此进行大客车外部流场的数值模拟研究具有非常重要的现实意义。本文采用理论分析和数值模拟的方法,结合公司“12米长途大客车设计优化”项目,对大客车的外流场空气动力学特性进行了分析。在课题研究过程中,因为考虑到影响客车外围流场的因素较多,各个因素需要研究的水平也较多,如果采用全面试验的方法,要进行36=729种模拟计算。本文应用正交试验设计方法针对前侧弧、前倾度、后顶弧、后侧弧、尾部上翘、前下边缘圆化6个影响因素,选用L18(37)正交试验表确定了本文的模拟计算方案,极大的降低了计算分析工作量。为确保计算结果的准确性,首先对Fluent软件的标准k-ε模型计算方法进行验证。因为对于大客车而言,在常用车速下在空气中行驶的雷诺数均落在大雷诺数范围内(大于104),并且与正方体具有一定的相似性,因此本文采用标准k-ε模型计算绕流正方体的阻力,并与经典流体理论的结果进行了对比。两结果误差仅为0.67%,说明了研究计算方法的可行性。按照正交试验法确定的模拟计算方案,用Fluent软件对大客车的简化模型进行了模拟计算,对计算结果用极差分析法进行了数据处理,得到了各因素的优化组合。利用散点折线图分析了各因素的改变对空气阻力系数的影响,探讨了空调位置和气动阻力的相互关系。最后综合考虑正交试验表的最佳组合、空调位置和前端突起等因素,确定了优化提升方案,并对优化模型作了模拟分析。研究表明:⑴本次应用正交试验法分析得到的最优组合不在实施的部分试验之中,这表明优化结果并只是反映已做的部分试验的信息,而是反映全面试验的信息。直接从部分正交试验中比较实测结果得到的较优组合和正交试验表计算得到的最优方案相差不远,以较优组合作为最优方案也是适宜的。⑵空调位置的变化对阻力系数的影响不大。⑶对车身前部的前侧弧、前端后倾弧和前下缘圆化半径的优化,极大的减小了车头部位的气流分离现象,减少了能量损失,降低了车型前部的正压区,是减小空气阻力系数的重要措施;⑷对后顶弧、后侧弧和尾部上翘等因素的优化,使气流分离在车身后端处减弱,由漩涡所造成的能量损失得到大幅的降低,车身后部的压强得到提升,使整车压差阻力减小,是降低空气阻力系数的另一重要措施;。⑸增加前部突起可进一步降低整车空气阻力系数。总之,本文所做的研究工作及其结论对降低大客车的空气阻力系数具有重要的指导意义,对进一步开展产品设计优化具有良好的参考与应用价值。