汽車(chē)外流場(chǎng)分析-前期報(bào)告(編輯修改稿)
2024-09-01 09:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TRAN、STAR CD 以及FLUENT 等，這些軟件都可以對(duì)汽車(chē)外流場(chǎng)進(jìn)行比較精確的模擬，已應(yīng)用于批量生產(chǎn)規(guī)模的汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)解析系統(tǒng)。目前國(guó)外對(duì)汽車(chē)外流場(chǎng)的湍流解析模型主要是以 k? 模型、應(yīng)力方程模型為代表的時(shí)間平均模型和空間平均的大渦流模擬法（LES)，計(jì)算所使用的網(wǎng)格數(shù)量已經(jīng)達(dá)到（2~3）106，計(jì)算結(jié)果接近真實(shí)結(jié)果，誤差控制在5%以?xún)?nèi)【12】。國(guó)外在計(jì)算流體力學(xué)的結(jié)果分析中大量采用了可視化技術(shù)。這些可視化技術(shù)可以在以上所提到的軟件中看到。由于計(jì)算所得的數(shù)據(jù)非常龐大、復(fù)雜，應(yīng)用可視化技術(shù)可以憑借計(jì)算機(jī)把數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為易于研究人員分析和理解的圖形或動(dòng)畫(huà)，加快對(duì)模擬對(duì)象的認(rèn)識(shí)，提高工作效率。德國(guó)大眾汽車(chē)公司、德國(guó)戴姆勒一奔馳公司、意大利菲亞特Richerche技術(shù)中心、瑞典沃爾沃汽車(chē)公司、日本三菱公司等應(yīng)用自編程序或商業(yè)化軟件(如FLUENT、STAR一CD等)對(duì)汽車(chē)外流場(chǎng)卓有成效地進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,總結(jié)了很多計(jì)算模擬經(jīng)驗(yàn),逐步認(rèn)識(shí)到數(shù)值仿真在汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)流程中的重要性【13】?，F(xiàn)在，國(guó)外空氣動(dòng)力學(xué)軟件正朝著全自動(dòng)劃分網(wǎng)格、高速高精度計(jì)算的方面發(fā)展。國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)汽車(chē)的能力比較低,長(zhǎng)期處于模仿和直接引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的狀態(tài),對(duì)汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)的研究投入非常少,早期主要是采用縮尺模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)研究。國(guó)內(nèi)對(duì)于汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬的研究則是從上世紀(jì)90年代開(kāi)始的,許多研究院借鑒以前在航空、造船方面的經(jīng)驗(yàn),比較成功地對(duì)汽車(chē)外流場(chǎng)進(jìn)行了二維、三維的數(shù)值模擬。由于受諸多因素限制,數(shù)值模擬主要采用RANS方法,計(jì)算對(duì)象也多限于車(chē)體基本形狀,車(chē)身模型相對(duì)簡(jiǎn)單,車(chē)輪、保險(xiǎn)杠、后視鏡等都忽略了,劃分的網(wǎng)格數(shù)目比較少,計(jì)算的結(jié)果和精度都只相當(dāng)于國(guó)外20世紀(jì)80年代初期水平。中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)研究與發(fā)展中心和東風(fēng)汽車(chē)工程研究院合作,共同開(kāi)發(fā)了轎車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件WS3D及前后處理軟件CFD PrePost,通過(guò)求解RANS方程對(duì)小轎車(chē)外流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與分析,其湍流模型采用了標(biāo)準(zhǔn) k? 模型、修正的兩種模型及亞格子模型的大渦模擬三種模型,對(duì)流項(xiàng)采用三階迎風(fēng)格式。將該軟件的計(jì)算結(jié)果與FLOW 3D軟件的計(jì)算結(jié)果相比較,前者優(yōu)于后者【14】。湖南大學(xué)姜樂(lè)華、谷正氣等提出一種非均勻參數(shù)空間上生成表面網(wǎng)格的方法,并開(kāi)發(fā)了復(fù)雜幾何外形車(chē)身表面網(wǎng)格生成軟件SGRID(Surface GRID),它可以生成正交且光滑的表面網(wǎng)格,可根據(jù)計(jì)算需要調(diào)整網(wǎng)格的疏密分布【15】。長(zhǎng)春汽車(chē)研究所和中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心采用有限體積法求解三維定常不可壓N一S方程,對(duì)某國(guó)產(chǎn)新型轎車(chē)進(jìn)行了三維仿真計(jì)算,得出了三維速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和氣動(dòng)力六分量,與實(shí)車(chē)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果吻合較好【16】。大連理工大學(xué)利用ANSYS/FLOTRAN模塊對(duì)客車(chē)外圍三維流場(chǎng)進(jìn)行了初步的模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。同時(shí)還比較了不同
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