论文部分内容阅读
汽车在路面上行驶时，周围的气流会与汽车产生相对运动，由此而引起气动力与力矩，特别是汽车高速行驶时，气动作用会更加显著。气动力中的气动阻力与气动升力对汽车使用性能的影响十分之大，气动阻力会直接影响汽车的行驶速度，影响汽车的动力性和燃油经济性；而气动升力不仅会减小汽车的抓地力，还会产生诱导阻力，从而影响汽车动力性能的发挥、影响汽车的操控性能和行驶安全性，因此对汽车气动特性进行研究非常重要。本文以某汽车模型为研究对象，以CFD的Fluent软件为工具，对车身外流场进行数值模拟，对比了加装外部扰流器前后车身外流场的不同，研究了车身外部扰流器对汽车气动特性的影响，并比较了不同车速时，加装车身外部扰流器后，汽车尾部流场的变化情况，分析车速对车身外部扰流器使用性能的影响。计算结果表明，车身外部扰流器可以改善尾流结构，优化汽车气动特性，并且车速越高，车身外部扰流器的作用越明显。本文研究工作主要有：1．分析车身外部扰流器对汽车气动特性影响的背景和意义，研究空气动力学以及CFD数值模拟的理论基础。2．运用CATIA软件建立车身3D几何模型，并将几何模型导入CAE专业前处理软件HyperMesh中生成网格建立网格模型，然后将网格模型导入CFD的Fluent软件模块中进行求解计算，并对计算结果进行处理和分析，得出结论。3．在36km/h、60km/h、80km/h、108km/h、120km/h、140km/h、160km/h与180km/h八种车速下，对未加装车身外部扰流器的汽车模型进行CFD数值模拟仿真分析，研究汽车的气动特性，分析气流速度大小以及压力的分布情况。4．在车速为180km/h时，对加装车身外部扰流器前后的汽车模型进行CFD数值模拟仿真分析，分析加装车身外部扰流器前后汽车气动特性的变化,包括车身周围气流速度、压力分布以及湍流特性的变化。结果表明，加装车身外部扰流器可以改善汽车的气动特性。5．在八种不同车速下，对加装车身外部扰流器前后的车身外流场进行仿真分析，分析车速对车身外部扰流器使用性能的影响。结果表明，汽车行驶速度越高，车身外部扰流器改善汽车气动特性的作用就越明显。6．分析车身外部扰流器尺寸对汽车气动特性的影响，比较了五种不同尺寸的车身外部扰流器对汽车气动阻力系数与气动升力系数的影响，研究结果表明，在高位扰流的弦长为150mm时，车身外部扰流器改善汽车气动特性的功能最佳。研究表明，加装合适的车身外部扰流器可以改善汽车的空气动力学特性，提高汽车的使用性能，并且汽车的行驶速度越高，车身外部扰流器改善汽车气动特性的作用就越明显。