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高速车辆车头改进的空气动力学特性研究

作　者: 张奇
导　师: 赵又群
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 车辆工程
关键词: 计算流体动力学空气动力学流场阻力系数汽车
分类号: U461.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 382次
引　用: 4次
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内容摘要

在总结国内外文献的基础上,阐述了汽车空气动力学性能研究,以及汽车空气动力学仿真的发展和应用现状,指出了开展汽车空气动力学仿真及其应用研究的重要意义。采用有限差分法,运用FLUENT软件,分析某轿车模型附近的流场,计算出阻力系的数值,研究车身前部改进对汽车外流场的影响。本文主要工作如下:1、根据几何尺寸对典型系统的影响,改变汽车车头外形的基本尺寸,将不同外形尺寸参数下的模型在虚拟流场中进行外流场的数值模拟,分析其对气动性能的影响,得到最基本的外形概念。2、考虑到车头形式的多样性,选择汽车车头的不同布置和相关细节变化。将汽车车头模型在虚拟流场中进行外流场的数值模拟,进一步进行分析研究,得到不同车头形式所具有的各自特点。3、对汽车在60m/s、70m/s和80m/s速度下的外流场情况进行数值模拟和分析,得出高速时的外流场分布特性。4、对三维模型进行外流场的数值模拟,简要分析外流场的分布特点。综合以上工作,明确了汽车车头设计不仅要考虑空气阻力系数的降低,同时要考虑升力系数的变化,以保证良好的行驶性能。在此基础上,提出具有指导意义的车身前部改进方法。

全文目录

第一章绪论  12-17
  1.1 引言  12-13
  1.2 计算流体力学的发展  13-16
  1.3 本文的研究内容及其意义  16-17
第二章汽车空气动力学介绍  17-26
  2.1 汽车空气动力学的发展  18-21
  2.2 汽车空气动力学特性对动力性的影响  21-23
  2.3 汽车空气动力学特性对经济性的影响  23-24
  2.4 汽车空气动力学特性对操纵稳定性的影响  24-26
第三章车头基本尺寸对车身外流场影响的数值模拟  26-40
  3.1 基本数学模型  26-27
    3.1.1 流体的控制方程  26
    3.1.2 湍流模型  26-27
  3.2 FLUENT 软件的简介  27-28
    3.2.1 求解步骤  27-28
    3.2.2 求解器说明  28
    3.2.3 边界条件确定  28
  3.3 简单示例模型  28-30
  3.4 简单类车体外流场的数值模拟  30-38
    3.4.1 简单车身模型选择的几点说明  30-31
    3.4.2 发动机罩与挡风玻璃夹角变化模型的数值模拟  31-34
    3.4.3 车身底部离地间隙对气动阻力与气动升力影响  34-38
  3.5 小结  38-40
第四章不同车头外形的车身外流场数值模拟  40-50
  4.1 使用圆弧曲面的车头模型的外流场数值模拟  40-45
  4.2 车头上缘凸头模型的外流场数值模拟  45-46
  4.3 使用大曲面车头的外流场数值模拟  46-49
  4.4 小结  49-50
第五章汽车高速运动中的外流场比较和三维模型外流场数值模拟  50-63
  5.1 汽车底部尾流出口处形状对汽车外流场的影响  50-54
    5.1.1 车底尾部小圆弧倒角情况下外流场的情况分析  50-52
    5.1.2 车底尾部为倾斜面情况下外流场的情况分析  52-54
  5.2 不同来流速度下汽车模型外流场比较  54-58
  5.3 三维模型的流场模拟  58-62
    5.3.1 三维模型的建立与网格的划分  58-59
    5.3.2 三维模型外流场模拟与结果分析  59-62
  5.4 小结  62-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 全文总结  63-64
  6.2 工作展望  64-65
致谢  65-66
在学期间的研究成果和发表的论文  66-67
参考文献  67-68

高速车辆车头改进的空气动力学特性研究

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