截止到2010年底,我国的高速公路实际通车里程数已达到7.4万公里,居于世界第二。同时2009年我国汽车工业取得了全球瞩目的成绩,首次超过美国,成为全球产销量第一的国家,汽车保有量达到1.99亿辆。由于高等级公路的不断发展,汽车保有量的增加及行驶车速的提高,汽车在道路上的行驶工况越来越复杂,使得人们对于车辆的操作稳定性、动力性、安全性、舒适性、经济性提出了越来越高的要求。而这些性能特性都与汽车空气动力性有着密切的关系,研究空气流经车辆时的流动规律以及与车辆之间的相互作用变得十分重要。道路车辆之间空气动力学的干涉现象作为汽车空气动力学研究的一个方向,包括队列行驶、会车、超车三种情况,近些年受到重视,其主要研究车辆高速近距离行驶时受到急剧的阵风载荷。高速公路上经常会出现不同外形,不同速度的汽车超车的情况。汽车高速超车时,尤其是微型车在超过大车或着被大车超过时,车身周围的空气流场和压力场不断变化,车辆流场之间的相互干扰会严重影响汽车的气动特性,并对汽车的操纵稳定性和安全性产生很大影响,甚至造成交通事故。据统计我国每年高速公路发生的交通事故中超车占有很大的比例,给人民的生命财产造成了严重的损失。本次研究是在前人关于稳态超车和瞬态直道超车的基础上,进行瞬态变道超车数值仿真。本文运用日本CRADLE公司的SC/Tetra软件进行流场分析计算,SC/Tetra软件使用非结构化网格且以控制体积法(FVM)为基础开发而成,通过计算得到车辆的空气动力学特性。采用的研究对象是两辆某国产轿车模型,分别称为被超车和主超车。主要研究车辆变道超车行驶情况下钝体尾流结构的湍流流动特性及车辆间湍流场的相互作用规律。进行此项研究可以为进行合理的交通流特性管理及合理的自动驾驶控制提供依据,同时能够为开发真实模拟紧急状态的驾驶员仿真模型及进行交通安全研究提供科学依据。为了变道超车数值模拟能够选择正确的湍流模型、边界条件、网格类型及差分格式,本文首先对于国际标准的空气动力学参考模型—Ahmed模型进行单车数值模拟,将数值模拟结果与风洞试验结果进行对比,然后对于被超车进行单车的外流场数值仿真,为后续进行车辆瞬态变道超车过程的数值模拟提供了计算依据和保证。通过对单车模型外流场速度和压力分布情况的分析,探讨了外流场的流动机理,为车辆瞬态变道超车的研究打下坚实的基础。最后应用重叠网格对车辆瞬态变道超车过程的气动干扰特性进行研究,采用瞬态模拟方法,能够真实的模拟汽车在道路上的实际运动情况。根据我国道路交通的相关法规,在本次的模拟中被超车的速度为70km/h(即19.44m/s) ,主超车的速度是120km/h(即33.33m/s) ,原本与被超车在同一车道的主超车要借助超车道实现变道超车。两辆汽车超车的过程气流相互影响,属于瞬态的流场,由于重叠网格技术的发展,使得模拟变道超车可以实现。分析超车过程中不同位置上主超车和被超车的阻力系数,侧向力系数,横摆力矩系数的关系和变化,分析流场剖面上的静压场。在整个超车的过程中,主超车和被超车受到的气动力随着两车之间的相对位置变化。而对于行驶稳定性和超车安全性影响较大的是横摆力矩,在纵向相对位置x/L=0.5和x/L=1.5的位置,即分别为主超车的前端行驶到被超车的中部和主超车的前端超过被超车前端一半车长的两个位置时,横摆力矩较大,因此属于超车过程中较危险的位置。驾驶员应该注意,应保证超车时两车之间有安全的距离。本文通过应用重叠网格对于变道超车实现了瞬态模拟,探讨了变道超车时流场的流动机理和气动干扰特性的变化规律,可以作为进一步研究瞬态气动干扰特性的基础。