汽车外流场特性分析
汽车外流场CFD模拟
第30卷增刊 2007年12月合肥工业大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HEF EI UNIV ERSI TY O F TECHNOLO GYVol.30Sup Dec.2007 收稿日期22作者简介许志宝(6),男,山西大同人,安徽江淮汽车股份有限公司工程师汽车外流场CFD 模拟许志宝(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥 230022)摘 要:汽车的空气动力学特性很大程度影响着汽车的经济性、动力性以及稳定性。
该文利用C FD 方法对某款汽车的外流场进行模拟,模型模仿风洞实验,计算出该汽车的风阻系数和升力系数,并对尾部扰流板进行了改进,最终得到了满足设计要求的流场性能。
关键词:汽车空气动力学;CFD ;涡流;风阻系数中图分类号:U46111 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)(Sup )20162203The CFD simula tion of exter ior flow f ield ar oun d a ca rXU Zhi 2bao(Technological Cent er ,A nhui Ji anghuai Auto m o bil e Co.,Lt d ,Hefei 230022,China)Abstract :The ae rodynamics infl uences great ly t he dynamics properties ,t he f uel economy and t he oper 2ati ng performance of car s.This paper di sc usses t he application of t he CFD met hod in our automobile in exterior flowfield ,si mulat es t he model of t he experi ment of wi nd t unnel ,cal culat es t he dra g coeffi 2cient and lif t coefficie nt ,and int roduce s how we modif y t he empennage and get a good resul t.K ey w or ds :aerodyna mics ;C FD ;t urbulence ;drag coefficient0 引 言随着汽车行驶速度的提高,作用在汽车上的气动力也越来越大。
汽车外流场数值模拟
能够提高汽车 的燃油经济性 。随着计算机技术的飞速发 展 ，Ｃ Ｄ技术被越来越多地应用 到了汽车设计 中。借助于 Ｃ Ｄ软件 Ｆ Ｆ 可 以对 汽车外流场进行数值模 拟 ，从而得到车身表面 的压 力分布 ，外流场 的速度 和压力分布 ，以及求 出车 身受到 的气动 阻 力 和气 动升力值 、风阻系数和升力系数等 。能够通过 图形直观地显示 出汽车的空气动力性 能 ，并可 以依据此来对 车身 的造 型设计进行指导 ，这对于降低成本 ，缩短研发周期 ，提高产 品的 自主开发设计能力具有重要的意义。
关键词 ：Ｃ Ｄ；汽车 ；外流场 ；数值模拟 Ｆ
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ １ Ｋ ０ 文 献 ２ １ ）０ ４ ４（ ０ ２ ３—０ ２ ０ ６—０ ３
Ｎｕｍ ｅ ｉａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｅＥｘ ｅ ｎ ｌ ｒ ｏ ａ ｏ ｎ ｒ ｒｃ ｌ ｍ ｌ ｔｏ ｆｔ ｔ ｒ ａ ｆ ｗ ｒ ｕ ｄ ａ Ｃａ Ｓ ｈ Ａｉｌ
０ 前 言
节 能 、安 全 与 排 放 是 当今 汽 车 工 业 的三 大 课 题 ，而 汽 车 空 气 动 力 学 特性 与这 三大 课 题 紧 密 相 关 。汽 车 空 气 动 力 学 特 性 直 接影 响着 汽 车 的动 力 性 、燃油 经济 Ｉ 生、操 纵稳 定性 、舒适 性 和安全性 ， 因此 ，汽车空 气动 力学 特性 已成 为评价 汽车造 型优
第 ３ 期 ２ １年 ６ ０２ 月
内燃 机
Ｉ ｔ ｒ ａ ｍｂ ｓｉ ｎ Ｅ ｇ ｎ ｓ ｎｅｎ ｌ Ｃｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｅ ｏ
Ｎｏ ３ ．
Ｊ ｎ２ １ ｕ．０２
摘要 ：随着地球 上 Ｅ益枯 竭的石油资源 ，石油价格持续上涨 ， 目前 ，越来越多 的国家关注于汽车 的空气动力学性能 ，以期 ｔ
MQL外圆车削数值模拟及流场分析
（ 上海应 用技术 学院 机械 工程学 院 ， 海 ２ １ １ ） 上 ０ ４ ８ Ｈｙ ｒ ｔ ｏ ｆＦ ｎｔ ｅ ｂ ｉ Ｍｅ ｈ ｄ ０ ｉ ｉ Ｅｌｍｅ ｔ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｄ ｅ ｎ ｄ Ｅ ｐ ｒ ａ ｍｅ ｔｆ Ｓｔｕ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｉ ｔｅ ｇ ｈ ｏｒ ｏ
液滴颗粒 ， 能更好 的保护环境 ， 减少对操作人员的身体伤害。
ｉ ｌｂ ｃｔ ｎ ［ ． Ｒ Ａ ｎ ｌ Ｍ ｕａｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ０ ４５ （ ） ｔ ｕ ｒ ａ ｏ Ｊ Ｃ Ｐ ｎａ － ａ ｆ ｕ ｇ ｅｈ ｏ ｇ 。 ０ 。 ２ ： ｙ ｉ ｉ ］Ｉ ｓ ｎ ｃｒ ｉ ｏ ２ ３
；
【 要】 钢结 等大 结构 程中 大 应用， 摘 塔式 构 型 在工 的 量 这些结 通 构 常承受 荷、 风载 横向外 荷以 ｛ 载
｛ ｛ ｛ ｛载荷最后都以不同 形式的力 作用到基座上， 基座安全性至关重要。 因此 为了 ；对钢结构等高 耸物的基础进行强度评估， 提出了 利用有Ｆ， Ｉ 法模拟高耸物对基础的作用力和力偶， Ｌ Ｌ 再 ｝利用液压等手 段将数值仿真得到的力和力偶施加于现场基座上，采用电测实验法对基础进行现场应 ｌ变、 应力测试， 以保证大型结构高耸物在工作载荷和风载情况下能够安全工作。通过研究， 为类似结构 ｝安全运行和评估提供 了计算方法和手段。 ｌ 关键词： 基础强度； 有限元法； 杂交法
ｉｔ ｆｔ ｏｆｕ ａ ｎｉ ｃ ｃ １ｎｏｄｒｏｅａ ａ ｅ ｏｎａ ｏ ｒ ｇ ｅｌ ｔ ｃ ｒ ａｄｏ ｒ｛ ＾ ｓ ｅ ｏ ｎｔ ｒ ｉ． ｒｅ ｔ ｖｌ ｅｔ ｕｄｔｎｓｅ ｔ ｏ ｓ ｅ ｓｕｔ ｅ ｎ ｈ ｅ ａ ｙ ｆ ｄ ｉ ｓ ｕ ａＩ ｏ ｕ ｈ ｆ ｔ ｉ ｔｎ ｈ ｆ ｔ ｒ ｕ ｔ ｅ
厢式货车尾流特性的分析
况。 由图可知, 应用 RN G
k Ε模型的计算结果和实
验结果吻合较好。因此, 可
以判断 RN G k Ε模型用
于厢式货车外部流场的数
值模拟计算比标准 k Ε
模型的精度更高。
表 1 为改变厢体高度 图 1 厢式货车中心对称
H 、厢体与驾驶室之间的
面上的压强分布
间隙 D 时的气动阻力系数。 由表可知, 在不同的参
数下, RN G k Ε模型的计算结果均比标准 k Ε模
型的计算结果更接近于实验值。以上结果表明, 在预
测厢式货车表面三维流场方面, RN G k Ε模型优
于标准 k Ε模型。
表 1 不同结构参数的气动阻力系数
D mm
H mm
30
40
50
1
2
3
1
2
3
340
0. 687
0. 593
0. 587
0. 684
D u Guang sheng W ang D echang L ei L i
Zhou L iand i
(S hand ong U n iv ersity )
(C h ina S h ip S cien tif ic R esea rch C en ter)
A b stra c t
In th is p ap er it w a s p roved tha t the ca lcu la t ion p recision of the ou t side flow field of the van2 body t ruck u sing RN G k Ε tu rbu lence m odel is h igher than tha t u sing standa rd k Ε tu rbu lence m odel by m ean s of exp erim en t s. T he ca lcu la t ion resu lt s of the ou t side flow field of a certa in dom est ic van2body t ruck w ere g iven. A nd the change ana lysis of the ta il flow cha racterist ics w a s la id em p ha sis on w hen the p a ram eters of the t ruck change. B y ca lcu la t ion s and ana lysis the rela t ion sh ip betw een the po sit ion and the in ten sity of the ta il vo rtex and the aerodynam ic d rag w a s ob ta ined, w h ich can d irect the design of the ou t side aerodynam ic shap e of the van2body t ruck.
CFD技术在汽车车身设计中的应用
CFD技术在汽车车身设计中的应用随着汽车科技不断的发展完善，车身设计的功能已经不仅仅是满足美感的要求，还包括空气动力学性能、安全性能等多个方面的考虑。
为了使车辆在行驶过程中获得更好的运行、性能和燃油经济性，汽车车身设计需要通过CFD技术来实现。
CFD技术是一种利用计算机模拟物理过程的方法，它可以模拟气体或液体经过物体表面时的流动情况，并且可以对流场内参数进行详细的数值计算。
在汽车设计中，CFD技术可以帮助设计师实现对流场进行可视化和计算分析做出了很大的贡献。
CFD技术在汽车车身设计中的应用主要有以下几个方面：1. 车身周围气流的分析利用CFD技术分析车身周围的气流情况，可以帮助设计师了解车身外形对流场的影响，从而进行调整，改善车辆的空气动力学性能。
在不同的风场状态下，通过CFD技术的帮助下，改变不同部位的车身外形，以达到优化空气阻力的效果。
2. 可视化设计汽车设计师可以利用CFD技术制作出汽车外形的三维模拟图，这些图可以让设计师直观的看到气流在车身表面的运行情况。
针对流场的可视化分析，可以帮助设计师通过直观的方式确定车身的外形，同时也可以将设计师现有的想法和概念以三维模拟的方式表现出来。
3. 优化车辆行驶性能CFD技术不仅可以分析气流情况，也可以模拟车辆在不同路面、不同条件下的行驶情况，验证车辆的操控性能和行驶性能。
通过模拟分析，设计师可以根据CFD模拟结果，针对车身部件做出设计调整，以改善车辆的行驶性能和燃油经济性。
4. 减少碰撞风险汽车在发生碰撞时对车辆及乘员的损害最小化是一个重要的目标，设计师可以借助CFD技术来评估车身的碰撞风险，并根据评估结果进行防护结构和保护措施的设计方案。
同时根据数学计算的结果，可以让设计师在车身防护措施的设计上更加的合理有效。
结论CFD技术在汽车车身的设计中能够帮助设计师实现多方面的要求，专注于汽车车身的气流分析，优化车身的外形设计，提高车辆的行驶性能，以及保证车辆在碰撞时的安全性能。
流场的基本特征
流场的基本特征流体力学是研究流体运动的学科，其中一个重要的概念就是流场。
流场是指流体在空间内的流动状态，它具有一些基本特征，包括连续性、速度分布、流动稳定性和压力梯度等。
本文将详细介绍流场的基本特征。
一、连续性连续性是流场的一项基本特征，它是指在流场中的任意一点，流体质点相互之间不存在间隙，流体是连续不间断的。
这意味着流体质点在运动中会包含无数数量的微小质点。
连续性可以通过连续性方程来描述，即质量守恒方程。
该方程表明，在一个封闭的流场中，流体在单位体积中的流入与流出是平衡的，质量不会凭空消失或新增。
二、速度分布流场中的速度分布是流体质点运动的重要特征。
在流场中，流体质点的速度大小和方向可以随着位置的不同而改变。
一般情况下，速度越大的地方，流动越剧烈；速度越小的地方，流动越平缓。
速度分布的不均匀性可以通过速度矢量图或速度分布图来表示，这种图像可以帮助我们直观地了解流场中速度的变化。
三、流动稳定性流动稳定性是流场的另一个重要特征。
在流场中，流体质点的速度和流动状态在空间和时间上是连续变化的。
流动可以是稳定的，也可以是不稳定的。
流动稳定性的研究有助于我们理解流场的流动行为以及流动过程中可能发生的不稳定现象，如涡旋、湍流等。
四、压力梯度压力梯度是流场中流体流动的驱动力，它是指单位长度内压力的变化率。
在流体中，压力沿着流体流动方向递减，这就产生了压力梯度。
压力梯度的作用是使流体质点受到一定的压力力，从而引起流动。
通过控制压力梯度的大小和方向，可以对流场的流动进行调控和掌握。
总结：流场是流体力学研究的重要内容之一，了解流场的基本特征对于理解流体运动以及应用于工程实践都具有重要意义。
流场的基本特征包括连续性、速度分布、流动稳定性和压力梯度。
了解这些特征可以帮助我们深入理解流体的行为，为相关领域的研究和应用提供基础依据。
只有充分理解流场的基本特征，才能更好地控制流动过程，实现流体力学在各个领域的应用。
轿车尾随集装箱车外流场计算仿真分析
轿车尾随集装箱车外流场计算仿真分析谷正气;龚旭;贾新建;杨滨徽;黄泰明;袁志群;吕征【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(036)001【摘要】利用计算流体力学(CFD)软件对一辆小轿车尾随一辆集装箱车的过程进行了数值模拟,得到了在尾随过程中小轿车的气动阻力系数和气动升力系数相对变化曲线图.通过仿真结果可以得出尾随的过程中,轿车的气动阻力系数随两车间距离的减小先降低,当两车间距达到2倍的轿车车长时,气动阻力系数达到最小,随着间距的进一步减小气动阻力系数增大;而轿车的气动升力系数在车距小于2倍轿车车长时随车距的减小而增大,当两车间距为轿车车长时气动升力系数达到单独一辆车行驶时的2倍.通过计算可以得出在气动阻力系数最小时轿车省油13.7%的结论.【总页数】5页(P30-34)【作者】谷正气;龚旭;贾新建;杨滨徽;黄泰明;袁志群;吕征【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】U461.1【相关文献】1.基于ADINA的轿车外部流场计算 [J], 袁小慧;归文强2.高速轿车外场气动噪声仿真分析 [J], 杜敏韬;汪怡平;彭城坚3.汽车尾随情况下外流场计算仿真分析与研究 [J], 谷正气;黄泰明;何忆斌;向宇4.不同湍流模型在列车外流场计算中的比较 [J], 夏超;单希壮;杨志刚;李启良5.基于ADINA的轿车外部流场计算 [J], 袁小慧;归文强;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于CFD的汽车外流场数值模拟
基于CFD的汽车外流场数值模拟孟生才;陈倩云【摘要】CFD（计算流体力学）软件由于其经济性在汽车动力学上得到了广泛的应用，其方法对于预测和改进汽车的气动性能，以及对于指导汽车的产品设计都具有重要的意义。
利用ANSYS ICEM 对汽车外流场进行二维建模并对其进行网格划分，基于ANSYS FLUENT对外流场进行数值模拟，得出其压力云图、速度云图和速度矢量图。
从直观上对汽车外流场的气流情况有了了解，通过数值模拟的数据对汽车外流场的实际情况进行分析，为优化汽车的气动性能提供了理论依据。
%CFD software has been widely used in vehicle dynamics because of economy, the method of which has a profound effect on the prediction and improvement of aerodynamic performance, as well as the car designing. A 2d model was built and the mesh was presented based on ANSYS ICEM. The pressure contour, velocity contour and velocity vector graphic were obtained by the numerical simulation of flow field for cars based on FLUENT. Therefore, from the current situation of flow field, an intuitive understanding was received and the theory evidence was provided for the optimization of car's aerodynamic performance.【期刊名称】《齐齐哈尔大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P32-36)【关键词】CFD;汽车;外流场;数值模拟【作者】孟生才;陈倩云【作者单位】马鞍山职业技术学院机械工程系，安徽马鞍山 243031;江苏大学机械工程学院图形技术研究所，江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TH122汽车空气阻力主要由压差阻力、内流阻力、诱导阻力和摩擦阻力等构成。
汽车中设计流体力学知识点
汽车中设计流体力学知识点随着科技的不断发展，汽车在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
作为一种复杂的机械结构，汽车的设计需要考虑许多因素，其中之一就是流体力学。
本文将介绍汽车中设计流体力学的几个重要知识点。
1. 空气动力学空气动力学是流体力学的一个重要分支，研究高速流动的空气对物体的影响。
在汽车设计中，了解空气动力学可以帮助我们优化车身的气动性能，提高车辆的稳定性和燃油效率。
例如，通过细致的流线型设计和减小气动阻力，汽车可以减少空气阻力，提高行驶速度和燃油经济性。
2. 空气阻力空气阻力是汽车行驶时面临的最主要阻力之一。
减小空气阻力可以提高汽车的燃油经济性和稳定性。
汽车设计师使用不同的技术手段来降低空气阻力，例如改善车身造型、设计有效的空气导流板和增加车辆底部的护板等。
这些措施可以减小车辆行驶过程中的气流阻力，提高整车的性能。
3. 水力学水力学是研究液体在静态和动态状态下行为的学科。
虽然汽车在大多数情况下并不会涉及到水力学问题，但是在涉水行驶或者设计水陆两用车辆时，了解水力学知识是必不可少的。
确保车辆在涉水环境中的稳定性和安全性是设计者需要考虑的重要问题之一。
4. 气动噪声在高速行驶时，汽车与空气的相互作用会产生噪声。
汽车的噪声问题直接影响乘车的舒适性和司机的安全性。
在汽车设计中，通过优化汽车车身造型、隔音材料的使用以及减少空气波动的方法，可以降低车内的气动噪声，提高驾乘体验。
5. 热力学热力学是研究能量转换和能量传递的学科，也是设计汽车引擎的重要学科之一。
通过应用热力学原理，汽车设计师可以优化发动机燃烧效率、降低能量损失和排放。
热力学知识在引擎研发过程中起着关键的作用，帮助设计者提高汽车的动力性能和能源利用率。
总结：汽车中的设计流体力学是一门复杂且关键的学科。
汽车设计师需要了解空气动力学、水力学、热力学等知识，并将其应用于汽车设计中，以提高汽车的性能、安全性和燃油经济性。
通过优化车身造型、降低空气阻力、减少噪声以及提高发动机效率，我们可以打造更加出色的汽车产品。
某车型车身外流场的数值仿真研究
10.16638/ki.1671-7988.2017.13.050某车型车身外流场的数值仿真研究杨松，李亚敏（新乡学院机电工程学院，河北新乡453003）摘要：建立某车型车身外流场仿真三维几何模型，将SIMPLE算法与Realizable k-ε湍流模型相结合，完成了车身外流场数值计算，并对车身及典型截面的速度场、压力场及气动噪声升功率场分布进行了详细分析。
数值仿真结果对汽车外形的优化设计具有重要工程指导意义。
关键词：汽车空气动力学；车身外流场；数值模拟中图分类号：TH432.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)13-144-03Numerical Simulation of Outer Flow Field for Car BodyYang Song, Li Yamin( Mechanical and Engineering College, Xinxiang University, Hebei Xinxiang 453003 )Abstract:The full flow field model of the car body has been built, and the SIMPLE algorithm, in conjunction with the Realizable k-ε turbulent model, has been used to solve the three-dimensional equations. Based on the calculation of the outer flow for the car body, the velocity field, pressure field and the acoustic power field have been farther analyzed. The numerical simulation results can provide basis for optimizing the car body design, and have important value of engineering applications in the increase of the overall performance in operation.Keywords: Vehicle aerodynamics; outer flow of car body; numerical simulationCLC NO.: TH432.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-144-03引言汽车车身外形的空气动力学特性一直是汽车的重要性能指标之一，在车型开发初期备受关注，对汽车整体的运行稳定性、经济性等产生重大影响。