整车气动性能分析与优化
汽车机械制造中的车辆气动性能

汽车机械制造中的车辆气动性能车辆气动性能在汽车机械制造中起着至关重要的作用。
本文将从车辆气动性能的定义、影响因素以及改进方法等方面进行探讨。
1. 车辆气动性能的定义车辆气动性能是指车辆在运行过程中对空气流动的影响和反应能力。
它与车辆的空气动力学、流场特性以及空气阻力等因素密切相关。
2. 车辆气动性能的影响因素(1)车辆外形设计:车辆的外形设计直接影响了空气的流动,合理的外形设计能减少空气阻力,提高车辆的气动性能。
(2)车辆尺寸:车辆的长度、宽度、高度等尺寸参数对车辆的气动性能有重要的影响。
合理的尺寸设计能降低阻力,提高车辆的操控性和节能性。
(3)底部设计:车辆底部的设计直接影响了底面阻力和升力的大小,合理的底部设计能减小底面阻力,提高车辆的稳定性和行驶效果。
(4)后视镜设计:后视镜在车辆行驶过程中产生阻力,合理的后视镜设计可以减小阻力,提高车辆的气动性能。
(5)轮拱设计:轮拱的形状和尺寸对车辆的空气动力学特性具有重要影响,合理的轮拱设计能减少湍流的产生,提高车辆的性能和操控性。
(6)空气动力学特性:车辆的空气动力学特性是指车辆在运行中各部位所受到的空气力的分布情况。
合理的空气动力学特性设计能降低空气阻力,提高车辆的运行效率。
3. 车辆气动性能的改进方法(1)流场仿真模拟:利用计算流体力学方法对车辆流场进行数值模拟,优化车体形状和流场特性,减小阻力,提高车辆的气动性能。
(2)风洞试验:通过在风洞中对车辆进行气动性能测试,获取真实的气动指标数据,并根据测试结果进行优化设计。
(3)外观设计优化:通过对车辆外形进行优化设计,减小空气阻力,提高车辆的气动性能。
(4)降低底盘高度:减小车辆底盘与地面之间的距离,降低底部空气流动的阻力,提高车辆的气动性能。
(5)减小车辆空气阻力:通过改变车辆外形、轮拱形状等,减小车辆空气阻力,提高车辆的行驶效果和操控性。
(6)减小侧面积:通过减小车辆侧面积,降低风阻,提高车辆的气动性能和燃油经济性。
汽车车身气动性能评估与选择

汽车车身气动性能评估与选择随着汽车工业的发展,汽车的性能评估和选择变得越来越重要。
而汽车车身的气动性能是其中一个关键方面。
本文将介绍汽车车身气动性能评估的几个重要指标,并探讨如何选择具有出色气动性能的汽车。
一、气动力学基础汽车车身气动性能评估首先要了解气动力学的基础概念。
气动力学研究空气在运动物体表面产生的力,其中最重要的是阻力和升力。
阻力会使汽车在行驶过程中需要消耗更多的能量,而升力则会影响汽车的稳定性。
因此,设计一个低阻力、高稳定性的车身形状对于汽车性能至关重要。
二、车身气动性能评估指标1.阻力系数(Cd值)阻力系数是衡量车身气动阻力的重要指标。
Cd值越小表示车身产生的气动阻力越小,车辆在行驶时对空气的阻力也会减小,从而降低油耗。
一般而言,Cd值在0.25到0.35之间被认为是良好的汽车气动性能。
2.升力系数(Cl值)升力系数用于评估车身的升力特性。
在高速行驶时,过大的升力会导致车辆失去稳定性,加大驾驶的风险。
因此,选择具有较小Cl值的车辆是比较明智的选择。
3.绕流分离点绕流分离点是指在车身表面上空气流动变得不规则的位置。
分离点的存在会导致阻力增加,因此车辆的气动性能会受到影响。
评估车辆绕流分离点的位置和数量对于选择具有出色气动性能的汽车至关重要。
三、汽车车身形状与气动性能1.设计优化为了获得较好的气动性能,汽车制造商通常会对车身形状进行优化。
例如,通过减少车身前部面积和提高车身底部平坦度,可以降低阻力系数。
同时,在车辆的后部加装扰流板等装置也可以改善气动性能。
2.流体模拟技术现代汽车工程使用流体模拟技术来评估车身的气动性能。
通过计算流体力学模拟,可以预测车身在不同速度下的阻力和升力特性,从而指导设计和优化过程。
四、汽车选择与气动性能对于消费者而言,选择具有出色气动性能的汽车意味着更低的油耗和更好的操控性。
同时,具备较小阻力系数和较好稳定性的汽车在高速行驶时将更加安全可靠。
在选择汽车时,消费者应注意参考厂商提供的气动性能数据,并尽量选择具有较小阻力系数和较小升力系数的汽车。
高速列车车头气动性能分析及优化

高速列车车头气动性能分析及优化随着科技的不断发展,高速列车已经成为人们出行的主要方式之一,而车头气动性能则是高速列车技术不可或缺的一部分。
本文旨在对高速列车车头气动性能进行分析,并提出相应的优化方案。
一、高速列车车头气动性能的重要性高速列车在高速行驶过程中,必须要克服气动阻力的影响,因此车头的气动性能对列车的运动性能和经济性能都有着重要影响。
良好的车头气动性能能够减少阻力,提高列车的牵引力和速度,同时也能够降低油耗和能耗,为高速列车的运行提供更好的保障。
二、高速列车车头气动性能分析1. 车头气动阻力车头气动阻力主要由空气阻力和压力阻力组成。
空气阻力是指空气对车头流动的阻力,压力阻力是指由于车头顶部压缩空气所产生的阻力。
车头气动阻力的大小与车头形状、速度、空气密度以及粘性系数有关。
2. 车头流场特性车头的气动性能还与车头的流场特性有关。
良好的流场特性能够使车头阻力降低,但是流场特性的具体表现和影响因素相对较为复杂,通常需要通过模拟和实验来进行分析研究。
3. 车头结构设计车头的结构设计直接关系到车头的气动性能。
优秀的车头设计应该能够减小车头气动阻力,降低车厢震动和噪声,提供更好的乘坐舒适度和安全性。
三、高速列车车头气动性能优化方案1. 物理模拟和数值模拟相结合的优化方法对于高速列车车头气动性能的优化,通常需要使用物理模拟和数值模拟相结合的方法来进行研究。
物理模拟可用于测量车头气动性能和流场特性数据,而数值模拟则可用于对车头结构进行优化和分析。
2. 车头复合材料的应用在车头结构设计上,采用轻量化和高强度的复合材料代替传统的钢材材料,能够减少车头的质量和阻力,降低能耗和运营成本,提高列车的经济性和环保性能。
3. 空气动力学设计的改进车头形状直接影响到车头的气动阻力和流场特性,因此应该采取合理的空气动力学设计来改进车头形状,以减小车头气动阻力和提高流场特性。
4. 无人驾驶技术的应用随着无人驾驶技术的不断发展,适度应用无人驾驶技术,可以实现高速列车的智能化控制,提高行驶效率和安全性,同时也能够优化车头结构设计,降低车头气动阻力和能耗,提高高速列车的经济性和环保性能。
气动力学问题中的气动特性分析与改进设计

气动力学问题中的气动特性分析与改进设计在工程领域中具有重要意义。
气动力学是研究气体流动的力学科学,主要应用在航空、汽车、风力发电等领域。
气动特性分析与改进设计可以帮助工程师更好地理解气体流动的规律,提高产品性能和效率。
首先,气动力学问题中的气动特性分析是非常重要的。
通过对气体流动过程中的速度、压力、温度等参数进行分析,可以帮助工程师了解气体流动的特点,进而优化设计方案。
例如,在飞机设计中,工程师需要考虑飞机的气动性能,包括升力、阻力、稳定性等方面,以确保飞机能够稳定飞行。
另外,在汽车设计中,工程师也需要分析车辆在高速行驶时的气动特性,以减小风阻,提高车辆的燃油经济性。
其次,气动特性的改进设计是工程实践中常见的问题。
通过对气体流动的特性进行深入研究,工程师可以提出改进设计方案,进而优化产品的性能。
例如,在风力发电机设计中,工程师可以通过改变叶片的形状和角度,来提高风力的利用率,增加发电效率。
在汽车设计中,工程师也可以通过改变汽车的外形设计,减小风阻系数,提高车辆的燃油经济性。
另外,气动力学问题中的气动特性分析和改进设计还可以帮助减小环境污染。
随着工业的发展,大量的废气排放已经严重影响到环境和人类健康。
通过对气体流动特性的分析和改进设计,工程师可以优化工厂的废气处理系统,减少有害气体的排放,降低对环境的污染。
在实际工程实践中,气动力学问题中的气动特性分析与改进设计是一项复杂的工作。
工程师需要掌握流体力学、热力学等多学科知识,才能够准确地分析气体流动的特性,并提出有效的改进设计方案。
此外,工程师还需要借助计算机辅助设计软件,对气体流动进行数值模拟,以提高工作效率和准确度。
梳理一下本文的重点,我们可以发现,气动力学问题中的气动特性分析与改进设计在工程领域中具有重要意义。
通过对气体流动特性的研究和分析,工程师可以优化产品设计,提高产品性能和效率,减小环境污染,推动工程技术的发展。
希望未来工程师们能够不断深入研究气动力学问题,为推动工程技术的发展做出更大贡献。
气动力学对车辆模型设计的影响与优化策略

气动力学对车辆模型设计的影响与优化策略简介:气动力学是研究空气流动对物体产生的作用力与力矩的科学,而对于车辆模型设计而言,气动力学的影响是不可忽视的因素。
本文将探讨气动力学对车辆模型设计的影响,并提出相应的优化策略,旨在提高车辆的性能与燃油效率。
一、气动阻力对车辆性能的影响气动阻力是车辆在行驶过程中所受到的由空气流动引起的阻碍力,它对车辆的性能具有直接的影响。
1.减少车辆速度:气动阻力会使车辆在高速行驶时需要更大的驱动力才能维持恒定速度,因此降低了车辆的速度。
2.增加燃油消耗:由于气动阻力的存在,车辆需要更多的能量来克服阻力,这导致燃油的消耗增加。
3.稳定性下降:气动阻力会使车辆受到横向力的作用,从而降低了车辆的稳定性。
二、优化车辆的气动外形设计为了减少气动阻力带来的负面影响,车辆的气动外形设计需要进行优化。
以下是几种常见的优化策略:1.改善车辆外形:降低车辆前后部分的突出物,采用流线型设计,减少空气流动的阻碍,从而降低气动阻力。
2.减小车辆截面积:通过减小车辆的侧面积,可以降低车辆所受到的气动阻力。
这可以通过缩小车身尺寸或者减小车辆横截面积来实现。
3.优化车辆底部设计:车辆底部的平整与倾斜度将直接影响气流通过的速度与阻力大小。
通过合理设计车辆底部的空气导流板,可以减小底部气流的堆积,同时降低气动阻力。
4.改进车辆细节设计:例如安装后视镜、倒车镜等部件时,应考虑其与车身的整体一致性,以减小气动阻力。
三、降低风阻系数风阻系数是衡量车辆气动效率的重要指标,它是车辆受到的气动阻力与速度平方的比值。
降低风阻系数有助于提高车辆的燃油效率与性能。
以下是几种降低风阻系数的方法:1.增加尾部辅助器械:例如安装后扰流板、尾翼等,可以改变车辆尾部气流的流线形状,减小尾流产生的阻力。
2.优化车窗设计:车窗玻璃采用倾斜的设计,减小气流在车窗上产生的阻力,同时降低噪声的产生。
3.减小前风挡的倾斜度:通过减小前风挡的倾斜度,可以减小气流流经车辆时产生的阻力。
利用气动力学原理进行车辆气动优化设计研究

利用气动力学原理进行车辆气动优化设计研究随着汽车工业的快速发展,人们对于汽车的要求也越来越高。
除了舒适性和操控性,汽车的性能和燃油效率也成为了消费者选择汽车的重要考量之一。
在这些要求中,车辆气动性能的优化设计显得尤为重要。
利用气动力学原理进行车辆气动优化设计研究,将会是提高汽车整体性能的一种有效方法。
一、气动力学原理与车辆气动学气动力学是研究物体在气体中运动时所受到的影响的科学。
在车辆气动学中,主要研究车辆在高速行驶时,空气流动对车辆的影响。
根据这些影响,可以通过设计车身外观的形状和流线性,来实现降低汽车风阻、增加汽车稳定性等效果。
二、气动优化设计策略气动优化设计策略主要有以下三种:1.降低车体风阻降低车体风阻可以减少汽车在行驶过程中所受到的阻力,从而降低燃油消耗,提高燃油效率。
这可以通过设计车辆外形和车体尺寸,以及采用更加流线型的车顶、车身和车尾等部位来实现。
2.改善车辆稳定性在高速行驶时,车辆易受到侧风等外界因素的影响,使得车辆不稳定。
通过改善车辆稳定性,可以提高车辆在高速行驶时的操纵性和安全性。
这可以通过改进车辆的车身平衡、减少车身侧面积等方式来实现。
3.提高车辆空气动力学性能车辆空气动力学性能的提高可以使车辆在高速行驶时更为稳定,并能有效减少车辆在行驶过程中的噪音和颤动。
这可以通过改进车辆的进气口、排气口等部件来实现。
三、气动优化设计案例以特斯拉电动汽车为例,其设计中采用了许多气动优化设计方法。
在特斯拉的车体外形设计中,悬浮屋顶、流线型车身和车尾造型都采用了极具空气动力学特性的设计,并在车身上设置了一些细节优化,如隐藏式门把手和平滑的车底板。
这些设计不仅使车辆在高速行驶时更为稳定,还减少了车辆在行驶过程中所受到的阻力,提高了汽车的燃油效率,达到了优化车辆性能的作用。
四、总结随着社会的快速发展,人们对于汽车的要求也越来越高。
利用气动力学原理进行车辆气动优化设计研究,将会是提高汽车整体性能的一种有效方法。
高速列车车体气动特性分析与优化设计

高速列车车体气动特性分析与优化设计随着交通事业的不断发展,高速列车的运行速度也越来越快。
高速列车的车体气动特性对列车的运行安全、乘客的舒适度以及能源消耗等方面都有着重要影响。
因此,对高速列车车体气动特性进行分析与优化设计是十分必要的。
首先,我们来分析高速列车的车体气动特性。
高速列车在运行过程中,由于车体形状和列车速度的影响,会产生较大的气动阻力。
这种气动阻力不仅会导致能源消耗的增加,还会对列车的运行稳定性产生不利影响。
因此,减小气动阻力是优化设计的一个重要目标。
针对高速列车车体气动特性的分析与优化设计,可以采取以下几个步骤:第一步,建立高速列车的气动模型。
通过建立数值模拟模型,可以模拟列车在不同速度下的气动行为。
这样可以提供有关气动阻力、气动升力和气动力矩等重要参数的数据。
第二步,分析高速列车的气动特性。
基于气动模型,可以对列车的气动特性进行分析。
通过分析气动力矩、气动阻力和气动升力等参数的变化规律,可以了解列车的气动特性,为优化设计提供依据。
第三步,优化高速列车的车体形状。
根据气动特性的分析结果,可以对车体形状进行优化设计。
例如,通过改变车头、车尾和车体侧面的线型,可以减小气动阻力。
通过采用适当的倾斜角度和减小车体截面积,可以降低气动阻力。
此外,还可以通过改变车体的尾流和减小空气涡流,来减小气动阻力。
第四步,验证优化设计的效果。
通过数值仿真和实际试验,可以验证优化设计的效果。
将优化设计后的车体与原始车体进行对比,分析比较其气动特性的差异。
如果优化设计的效果良好,表明优化设计是成功的。
最后,需要指出的是,高速列车车体气动特性的分析与优化设计是一个复杂的工程项目。
在实际操作过程中,需要综合考虑多个因素,包括车体形状、空气流动速度、气动力参数等。
同时,还需要注重工程实践的可行性和经济效益。
只有综合考虑这些因素,才能达到最佳的气动优化效果。
总结起来,高速列车车体气动特性的分析与优化设计对于提高列车的运行安全和舒适度具有重要作用。
车辆空气动力学性能的优化与改进

车辆空气动力学性能的优化与改进随着汽车工业的发展,提高车辆的空气动力学性能已成为汽车设计和制造的重要任务。
优化车辆的空气动力学性能不仅可以提高车辆的燃油经济性和驾驶稳定性,还可以减少空气阻力带来的噪音和排放物的产生。
本文将探讨车辆空气动力学性能的优化与改进,包括车身外形设计、气动力学性能测试和改进方法等。
一、车身外形设计车身外形设计是优化车辆空气动力学性能的关键。
合理的车身外形可以降低空气阻力、改善空气流动,并减少车辆的风噪和能耗。
在车身外形设计中,需要注意以下几个方面:1.1 有效减小车身前面积:车辆的空气阻力主要来自于车身前方。
因此,通过减小车身前方的投影面积可以有效降低空气阻力。
一种常见的设计方法是采用抛物线形的车头,使得空气能够更加顺利地流经车身。
1.2 减小车辆底部的阻力:车辆底部的气流阻力也是影响车辆空气动力学性能的重要因素。
通常采用平滑的底盘设计和降低车身高度的方法来减小底部的阻力,以提高车辆的空气动力学性能。
1.3 优化后视镜和车轮设计:车辆的后视镜和车轮也会对空气动力学性能产生影响。
因此,在设计时需要注意选择较小、较光滑的后视镜,以及车轮罩和轮胎材料的选择,以减小车辆的空气阻力。
二、气动力学性能测试为了评估车辆的空气动力学性能和找出改进的方向,需要进行一系列的气动力学性能测试。
常用的测试方法包括:2.1 风洞测试:风洞测试是评估车辆空气动力学性能的主要方法之一。
在标准化的风洞环境中,可以模拟不同车速和风速下的空气流动,通过测量空气阻力、升力和侧力等参数,分析车辆的空气动力学性能。
2.2 道路试验:道路试验是通过在实际行驶条件下测量车辆的空气动力学性能。
这种测试方法能够提供更真实、更准确的数据,但在测试过程中会受到外界环境的干扰。
2.3 数值模拟:通过数值计算和模拟,可以预测车辆在不同工况下的空气动力学性能。
这种方法具有成本较低、操作灵活的优点,但需要进行相关的校准和验证。
三、改进方法根据气动力学性能测试的结果,可以采取以下方法来改进车辆的空气动力学性能:3.1 优化车身外形:根据测试结果和模拟计算,可以对车身外形进行优化设计。
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整车气动性能分析与优化
周欣1,乔鑫2,孔繁华3,李飞4
(华晨汽车工程研究院,沈阳 110141)
摘要:本文应用计算流体软件STAR-CCM+对某车型进行外流场的仿真计算,并以提高整车气动性能为目的进行了增加前唇扰流板,前后轮扰流板以及对后扰流板加长并调整角度的组合优化,有效的起到了减小风阻系数,提高冷却模块有效流量的作用。
关键词:外流场;气动阻力;CFD;STAR-CCM+;
Abstract: A CFD software STAR-CCM+ is used in this article to simulate the vehicle external flow of a certain vehicle type. In order to improve the aerodynamic performance of the whole vehicle, a front spoiler lip, spoiler lips of front and rear wheels are added, and the rear spoiler lip is lengthened which angle is also adjusted. Consequently, the drag coefficient is effectively reduced, and the effective flow of cooling module is increased.
Keywords: V ehicle external flow; Aerodynamic drag; CFD; STAR-CCM+;
0前言
汽车空气动力学对于整车的经济性、动力性、舒适性和行驶安全的研究具有特殊重要的意义,它是车辆工程领域一个非常重要的研究方向。
随着计算机技术和流体力学数值计算理论的发展,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics ,CFD)已成为了汽车空气动力学研究的重要手段。
传统的汽车空气动力学研究依赖与汽车风洞试验,但是现在应用CFD空气动力学数值模拟技术,可以在计算机上完成汽车风洞试验,使得对汽车空气动力学开展全面系统的科学研究更简便而有效。
[1]
在国家战略政策的引导下,汽车工业逐渐开始走向自主开发的道路。
随着能源问题的日益突出,节能减排也成为汽车设计的主要目的。
整车气动性能是汽车空气动力学的核心问题[2],在造型阶段,气动性能主要关注车辆的阻力系数。
当车速达到100km/h时发动机约80%的动力用来克服气动阻力,假如整车空气动力学性能提高10%,油耗就可降低4%~5%。
本文利用计算流体力学软件STAR-CCM+对某车型进行了整车外流场的计算,通过对整车近壁面速度场以及各截面速度场分析,对该车前唇扰流板,前后轮扰流板,以及后扰流板的组合优化进行评价。
1建立计算模型
1.1物理模型
流体流动要受物理守恒定律的支配,基本的守恒定律包括质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。
(1)质量守恒方程(连续方程)
d i v(1)
(2)动量守恒方程(运动方程,Navier-Stokes方程)
)()(i
e f f i i e f f i x v
d i v x p g r a d v v v d i v ∂∂+∂∂=-μμρ (2) (3)能量守恒方程
T P
S g r a d T C K
d i v T v d i v T T +=+∂∂)()()(ρρ (3) 式中. v 为平均速度,
i
v 为平均速度分量,
i x 为坐标分量, T 为温度, K 为流体的传热系数, P C 为
比热容, T S 为流体的内热源及由于黏性作用流体机械能转化为热能的部分。
通常在对外流场模拟的时候应用较多的是RNG k - ε湍流模型。
在这种模型中,通过在大尺度运动和修正后的黏度项体现小尺度的影响,将小尺度运动从控制方程中移除。
在对Navier-Stokes 方程进行雷诺时均化处理时,引进了新的变量项 j
i u u ''(雷诺应力项) 。
为使方程组封闭,必须对雷诺应力做出某种
假定,在大量的实验基础上推导出雷诺应做出某种假定,在大量的实验基础上推导出雷诺应力方程如
下[ 3]
(4)湍流动能k 方程
)()(21ρεε
ερC G C k
grad k v div eff -=
Γ- (4)
(5)湍动能耗散率方程
)
()(21ρεε
ερC G C k
grad k v div eff -=
Γ- (5)
其中,
])()()()(
2[2
23
122z u x v y v z y x y y u x v G i i i eff ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∑=μ
式中k 为湍流动能, ε为湍流动能耗散率eff μ为湍流有效黏性系数, ρ为空气密度, eff Γ表示湍动能
有效扩散系数, eff
εΓ表示湍动能黏性耗散率有效扩散系数。
1.2几何模型
由于计算结果的精确度与网格单元的大小密切相关,但是网格数量受计算机硬件制约严重,故只能对模型做局部加密细化,例如近气格栅,发舱内部冷却系统等部件需要细化,对仿真结果影响不大的区域网格则需渐进粗化。
在ANSA 中进行几何处理并划分面网格如图1、图2所示。
图 1 车体面网格 图2 发动机室面网格
在前处理后导入STAR-CCM+中进行Surface Remesher 以及体网格的生成[4]。
生成流体计算域,域基本尺寸为:车前3倍车长,车后7倍车长,宽度4倍车宽,高5倍车高。
外流场体网格采取三个区域加密,控制尺寸分别为60mm 、80mm 、120mm ,以及后视镜区域局部加密控制尺寸为15mm 。
图3 计算域 1.3初始边界条件
车速100km/h ,地面X 方向100km/h 移动,车轮转速702rpm ,入口采取速度输入,出口压力输出,滑移壁面。
中冷器、冷凝器、散热器采用多孔介质模型。
2模型计算结果
2.1初始模型
经计算后初始模型的风阻系数Cd 为0.381,散热器空气质量流量0.666kg/s ,冷凝器空气质量流量0.903kg/s ,中冷器空气质量流量0.255kg/s 。
2.2优化模型
图4 优化局部放大
图 5 原始模型 图6 优化模型
在原整车详细模型的基础上,保证车身其他结构尺寸不变,增加前唇扰流板,前后轮扰流板以及延长后扰流板并且调整其角度,具体形式如图4、图5所示。
具体计算结果如表1。
表1
图7 对称面速度标量图
由于气体粘性的存在,气流在流经车底不平整区域时产生不同程度的分离,以及流经尾部由于压力差的存在,不断产生漩涡,这些现象均造成了不可逆的能量损失,是空气阻力的主要原因。
图7上图为原始模型的对称面速度标量图,下图为经过优化后模型的对称面速度标量图。
可以看出由于前唇扰流板的存在高速气流在一定程度上避开了发动机室下部不平整区域,有效减少了气流对底部不平整部件的冲击。
后扰流板的加长与角度调整,使得车尾去的负压区有明显向下的趋势,一定程度上减小了尾部负压区域。
图8 轮胎截面速度标量图9 近壁面速度标量
图8为后轮区域XY平面速度标量图,上图为原始模型,下图为增加后轮扰流板的优化模型,可以看出由于扰流板的存在有效的减小车轮后负压区域。
在车尾近壁面速度标量图中也有所体现,如图9所示。
图10 原始模型发动机室图11 优化模型发动机室
计算数据显示前唇扰流板的存在不仅使得整车的风阻降低,还有效的提高了冷却模块的通风量,对于改善整车的冷却性能,提高换热效率有明显的效果,如图10、图11所示,发动机室气体流速明显改善。
3 结论
车底的不平整区域与车尾的负压区是影响整车气动性能的重要区域。
高速气流对凸出零件的冲击与尾部漩涡的不断产生于均造成了不可逆的能量损失。
通过增加前唇扰流板,前后轮扰流板以及后扰流板的加长与角度调整的组合优化,有效的改善了整车的气动性能,达到了减阻的目的。
同时,组合优化有效的提高了冷却模块的进出口压力差,增大了冷却系统的通风量,改善了整车的冷却性能,提高了热交换效率。
参考文献
[1]张英朝.《汽车空气空力学数值模拟技术》[M].北京:北京大学出版社,2011
[2]谢金法《三维湍流轿车外流场数值模拟》[D].吉林:吉林工业大学,2000
[3]王福军. 《计算流体动力学分析》[M ]. 北京: 清华大学出版社,2004.
[4]STAR-CCM+ 帮助文档。