FLUENT作业

少计算时间，提高计算精度，并使用ansys的耦合功能，对两者进行了比较。

关键词： 数学模型 汽车模型 网格划分 结果后处理



0、引言

随着汽车高速性能的不断提高，汽车外流场特性对汽车动力性、经济性、舒适性和操纵稳定性的影响同益重要。通过分析汽车外流场特性对汽车造型的影响，可以减小汽车行进中所受的阻力，提高燃油经济性；降低空气噪声，提高乘坐舒适性；以及避免各种气动力对汽车操纵稳定性不良的影响等等。用数值模拟的方法计算流体力学的问题，目前有国际上有很多非常优秀的商业数值模拟软件，从前处理、计算到后处理的整个过程都很成熟。

许多国外汽车厂商, 特别是Ford(福特汽车公司)，早在1993 年就将计算流体力学(CFD)融入其FORD 2000 规划中的C3P 计划中。 通过多年的尝试，Ford 已将新车型的开发周期由原来的36个月降低到12~18 个月[1]。可以看出，数值模拟将是以后科研的重点方向。



1、数学模型及假设

1.1汽车外流场的基本假设[2]

汽车的外流场十分复杂，顶部、底部、尾部及侧面各部分流场之间相互影响。通过汽车底部的气流，由于受到地面的干扰，以及车身底部复杂造型、车轮及路面对汽车周围流场的影响，在车身周围产生了复杂的粘性流体。车身造型的微小变化，都会引起各种分离流边界层的变化。如果考虑发动机进气、驾驶室内通风等状态，将内、外流场结合起来，汽车流场将会变得更为复杂。为此本文在进行汽车外流场数值模拟时，做出以下假设：

(1)空气为不可压流体。当气流速度低于音速的1/3时，空气密度变化很小，可以认为是不可压缩的。空气中音速为c=340m/s，而路面上行驶的汽车最高车速通常都低于其1/3。因此，可认为空气为不可压流体，即其密度不变。在标准情况下，空气密度P=1．225kg/m3。

(2)汽车车身周围远离车身表面的区域气流发展充分，为理想流体；而车身表面边界层内的空气为粘性流体。因此，对于绕汽车流动的空气，除了其边界层区域以外，对大多数区域假设流体不具有粘性更接近实际情况。

(3)不考虑重力。

1.2基本控制方程

流体的运动一般都遵循三大守恒定律，即质量守恒、动量守恒和能量守恒。故在汽车外流场的数值模拟过程中，CFD软件都是在求解连续性方程、动量方程和能量