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大学生方程式赛车外流场模拟分析及结构优化

作　者: 焦雅丽
导　师: 李耀平
学　校: 昆明理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: FSAE CFD 汽车空气动力学汽车外流场
分类号: U469.696
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
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内容摘要

车辆的重量是影响汽车油耗的重要因素之一,然而轻量化又是很多大学生方程式车队追求的一个目标,但重量的减轻对赛车行驶的安全性、操纵稳定性造成很大的影响。在较高的车速情况下,受到空气动力的作用,产生的空气动力作用会使附着力下降,轮胎与地面摩擦力降低使得车轮在行驶时发飘、打滑的现象。严重威胁赛车的安全性。本文主要工作内容如下：论述了国内外计算流体力学在赛车外流场上应用的现状。阐述外流场模拟仿真的基本理论,选定本文所应用的湍流模型。由于赛事规则对赛车外形的限制使得改变车辆结构受到限制,通过增加赛车尾翼来改善赛车的空气动力学特性是不错的尝试。本文通过对大量文献的查找、参考,及对赛车本身的仿真分析,对不同尾翼截面及尾翼攻角进行分析,最后得出赛车在充分利用赛车周围空气所产生的负升力的情况下尾翼的结构形式。本文的研究过程主要以仿真为主,结合计算流体力学的基本理论,通过UG建立三维几何模型,应用ICEM做为前处理软件,对模型进行网格划分,通过FLUEN进行后处理显示及分析,分析流场和尾部流场的情况。对比有尾翼和无尾翼赛车的流场变化。对比双尾翼和单尾翼对赛车下压力的影响情况。通过对赛车的仿真分析,结合大量的文献资料,得出在充分发挥空气动力学作用的情况下适合于大学生方程式汽车大赛的赛车结构优化方案。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-19
  1.1 课题研究的背景和意义  7-12
  1.2 国内外研究现状及动态  12-15
  1.3 负升力对操纵稳定性的影响  15-16
    1.3.1 负升力与侧滑  15-16
    1.3.2 负升力与侧翻  16
  1.4 本课题主要内容  16-17
  1.5 本章小结  17-19
第二章 CFD在大学生方程式赛车上应用的基础理论  19-27
  2.1 流体运动及换热的基本控制方程  19-23
  2.2 流体的流动形式  23-25
  2.3 空气动力学特性  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章赛车外流场分析的前处理  27-33
  3.1 大学生方程式赛车三维模型的建立  27-28
  3.2 划分网格  28-30
  3.3 边界条件的设定  30-31
  3.4 fluent计算结果  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章 FSAE赛车后仿真结果分析及优化  33-45
  4.1 FSAE赛车CFD仿真结果分析  33-35
  4.2 赛车优化方案  35-41
    4.2.1 尾翼截面及攻角对赛车负升力的影响  36-38
    4.2.2 赛车改进方案  38-41
  4.3 原赛车与添加尾翼赛车比较  41-43
  4.4 本章小结  43-45
第五章 2011年KMUST车队实车赛况  45-49
第六章全文总结与展望  49-51
  6.1 总结  49
  6.2 展望及不足  49-51
致谢  51-53
参考文献  53-57
附录A 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文  57

大学生方程式赛车外流场模拟分析及结构优化

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