不同强度侧风对轿车气动特性影响的瞬态数值模拟研究

为研究典型轿车在不同强度侧风影响下的气动特性,通过用户自定义函数实现计算网格的动态更新和侧面入口速度随时间的变化,动态模拟了汽车行驶通过一个侧风速度随时间不断增强的区域,对不同强度侧风下汽车的气动特性进行了瞬态数值模拟研究。研究结果表明,阻力、侧倾力矩和纵倾力矩受侧风影响不大,而升力、侧向力和横摆力矩受侧风的影响显著。随着侧风的增大,升力、侧向力和横摆力矩明显增大,严重影响了汽车的行驶稳定性。     

侧风条件下队列行进轿车燃油经济性研究

为了探究队列行驶车辆的燃油节省情况,以3辆等间距队列行驶车辆为研究对象,对不同侧风环境条件下的跟车过程进行数值模拟,得到队列中各车辆的空气阻力系数。将三维数值模拟得到的散热器边界条件代入轿车散热器-风扇一维散热模型,得到风扇的消耗功率,利用汽车行驶方程式推导得到队列行驶车辆气动减阻而节省的功率及考虑风扇消耗的净燃油节省率公式,探究队列中各车辆的燃油经济性。结果表明：队列行驶主要影响队列中车和尾车散热器的进气速度,进而影响发动机散热风扇功率,散热风扇功率变化和气动阻力功率变化共同影响着队列车辆的燃油经济性;在侧风角度为5°时。队列各车在不同跟车间距下均有较高的燃油节省率,且跟车间距越小各车燃油节省率越高,在跟车间距为0.2倍车长时,队列的平均燃油节省率可达25.6%。     

侧风对直线行驶卡车操纵稳定性的影响

以汽车系统动力学理论为基础,运用TruckSim仿真软件建立了国产某卡车的特性参数模型和相应的气动系数特性曲线模型,模拟了侧风对直线行驶卡车的作用过程,得出开环条件下气动特性曲线。通过TruckSim软件引入驾驶员模型,通过改变风速大小和风速角度及车速大小等相关参数,分析了上述参数变化时侧风对直线行驶卡车操纵稳定性的影响。     

轿车并列行驶湍流特性的数值模拟

为了研究复数车辆并列行驶的湍流特性对交通安全的影响,采用移动地面模拟轿车相对地面的运动和旋转壁面模拟车轮转动的方法,进行了两辆轿车并列行驶外部流场湍流特性的数值模拟研究。以单倍车宽侧向间距的两辆轿车为典型算例,给出了汽车车身表面的速度和压力分布,并讨论了右侧轿车尾部流场3个典型截面的速度分布和尾部流线分布情况。重点对比了0.1、0.3、0.5、1、2倍车宽间距的两车流场的流线分布情况。右侧轿车侧向力系数的对比分析说明:随着两车侧向间距的减小,迅速增大的侧向力将两车压向彼此。为保证行驶安全性和操纵稳定性,两车并列行驶的安全距离应该在单倍车宽与0.5倍车宽之间。     

导流罩对轻型厢式货车气动特性影响的数值模拟

针对某国产轻型厢式货车的简化模型,应用计算流体力学原理与方法,采用全六面体单元的结构化网格和RNGk-ε模型对其加装导流罩前后的外流场进行了数值模拟,得到了两种情况下该车的表面压力、速度矢量分布以及气动阻力系数等气动特性。对比分析结果表明,加装导流罩可以明显地改善轻型厢式货车的气动特性,降低气动阻力,与试验结果一致。     

基于微分雷诺应力湍流模型的车辆气动特性的数值模拟

针对Ahmed标准汽车模型,采用含有二阶矩的微分雷诺应力模型(DRSM)对车辆外流场进行了数值模拟,对照风洞试验,获得了气动阻力系数以及3个尾流横截面中速度矢量分布等结果。参考RNGk-ε模型,对比分析了DRSM数值模拟的气动阻力系数与试验值之间的误差及误差产生原因。结果表明,DRSM模型在车辆外流场模拟中有更高的计算精度,可正确地获得包括车辆尾流中的二次流等在内的复杂气动特性。     

不同尾翼两厢轿车的气动特性数值模拟

为了研究尾翼对汽车气动性能的影响,建立两厢轿车简化后的三维模型,为其设计了三种造型不同的汽车尾翼.使用商业的CFD软件--ANSYS Fluent,对安装了三种不同尾翼的两厢轿车的外部流场进行三维空气动力学数值模拟.文中综合造型、动力性、经济性、稳定性对结果进行对比,分析安装这三种尾翼时两厢轿车的空气动力学特性差异以及...     

侧风影响下桥上行驶的重型货车气动特性模拟

采用数值模拟的方法研究了重型商用货车在无侧风和侧风分别为10、20、30m/s的4种工况下在公路高架桥上行驶的气动特性。研究了不同强度侧风及桥梁护栏影响下,卡车周围流场的变化,以及卡车的气动特性。研究发现:存在侧风时,由于桥梁护栏的存在,卡车和护栏之间会产生较强的涡流,卡车周围的流场随侧风强度不同也会产生明显的变化。卡车的气动特性也与在平地上遭遇侧风稍有差异,其阻力会随侧风强度产生线性变化。     

侧风条件下电站大型冷却塔建筑群热力特性的数值模拟研究

文中首先建立了自然通风湿式冷却塔建筑群数值模拟模型,并与实验数据进行对比验证.接下来研究了不同方向侧风对冷却塔建筑群的影响,研究发现,冷却塔上风向的建筑往往会产生不利影响,而对于上风向无任何阻碍的冷却塔而言,其效率在风速为5 m/s时最低;此外,对于沿风向排列的多个冷却塔,当风速较低时,下风向的冷却塔冷却能力较高,当风速较高时则相反.最后,根据以上结论,提出了两种参照地区风资源情况对冷却塔群进行优化排布方式,冷却塔群各冷却效率有一定提升,单塔冷却效率提升最高可达3.54%.     

汽车外形对智能车辆队列行驶气动特性的影响

为了研究智能交通系统中不同外形车辆在队列行驶时的空气动力特性,以及车辆纵向间距对队列行驶车辆气动特性的影响,采用数值模拟方法对阶背式、快背式和直背式轿车5车队列分别在6种纵向间距下的气动特性了进行研究。结果表明:三种车型队列的平均减阻率大约为10%~40%,节省燃油5%~20%。阶背式轿车队列的平均减阻率最大,直背式次之,快背式最小。随着纵向间距的减小,每辆车的升力都增大,稳定性都变差。     

车速对超车车辆瞬态气动特性的影响

为了研究超车过程中相对车速和绝对车速对汽车气动特性的影响,采用动网格技术实现了超车过程的三维瞬态数值模拟。研究结果表明:超车过程中,相对车速对主超车的影响较小,对被超车的影响很大。被超车侧向力系数和横摆力矩系数的变化量随两车相对车速的增加呈线性增加的趋势。在相同的相对速度下,绝对速度较低的两辆车在超车过程中产生的瞬态气动影响更大。     

轿车客车隧道中会车过程的瞬态CFD仿真

应用大型商业CFD软件对轿车和大客车隧道中会车过程的瞬态空气动力学特性进行研究.使用STAR-CD软件的滑动交界面和动网格技术模拟瞬态的轿车和大客车隧道会车过程,分析在此过程中可产生的瞬态连续定性的汽车与空气相互作用规律,分别得到会车过程中轿车和大客车随时间变化的空气动力学参数,找到轿车和大客车空气动力学参数随时间变化的趋势和规律,为进一步进行空气动力学瞬态问题试验和研究汽车操纵稳定性提供参考数据.仿真结果证明轿车和大客车会车过程中气动力产生很大变化,会对车辆的行驶性能产生重大影响.     

襟翼偏转翼伞气动性能数值模拟分析

为研究襟翼偏转对翼伞气动性能的影响,对不同襟翼偏转情况分别建立CFD模型,通过有限体积法进行空间离散并求解RANS方程,模拟翼伞在转向与雀降阶段的气动性能,进而结合最小二乘法进行参数辨识,实现翼伞气动模型的修正.模拟结果表明:襟翼偏转会引起翼伞压强分布改变,失速迎角减小,升阻力系数突增,对翼伞气动性能造成复杂的影响;修正的翼伞气动模型可以较好描述翼伞气动性能与襟翼偏转的变化规律,相比传统气动模型有效地提高了计算精度,为翼伞在转向与雀降阶段的精确建模提供参考.     

皮卡车外流场的数值模拟

采用CFD进行皮卡车的外流场模拟,得到了车身表面压力分布、尾流典型剖面流速值和尾流流场结构,数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好。模拟结果表明,皮卡车尾涡存在于货箱上方和尾挡板后方两个区域。进行了皮卡车几种几何改型的CFD模拟,所得阻力系数变化与实车试验结果有相同的变化趋势,证实了尾挡板的减阻作用。由此得出CFD用于皮卡车外流场模拟,可获得较高的模拟精度。