轿车室内流场的数值模拟研究

轿车室内流场的数值模拟是轿车室内环境空气品质评价与研究的基础。本文选择RNGk?ε湍流模型,采用分区域划分网格的方法,并利用MonteCarlo法分析了太阳辐射引起的车体各固面的附加热流变化,对轿车室内空气三维流场和温度场进行了数值模拟研究,为轿车室内环境的舒适性评价和轿车室内通风性能的优化提供了参考。

某跑车尾翼外形变化对气动升力影响的仿真分析

为研究汽车行驶时,气动升力随着车速的提高,对汽车的操纵稳定性和动力性的影响,研究气动升力的附加装置.以一跑车模型的尾翼为基础,采用一种修正湍流模型的数值计算方法,探讨了外形、攻角、翼面凹坑以及支架形式对尾翼表现的影响.结果表明:后负升力翼产生的负升力与外形和支架形式有很大关系,且随着攻角的增大而增加,而翼面凹坑能起到增加负升力的作用.

新概念车外流场数值仿真研究

使用Yakhot等的新版RNGk-ε湍流方程,首次对菱形新概念车车体气动特性进行了数值仿真。仿真中由于考虑了地面移动边界条件和轮胎转动对流场的影响(这与现实的物理环境基本上一致),因而具有较高的数值精度。对新概念车外流场进行数值仿真研究,揭示了新概念车车身的低阻气动特性的原因,为今后进行具有良好气动特性的车身设计提供参考思路。

矿用清障车托举机构疲劳寿命分析及结构优化

研究矿用清障车托举机构的疲劳寿命,并针对传统经验设计下的结构进行优化设计.采用多体动力学和有限元联合仿真的方法,建立整车刚柔耦合动力学模型,将仿真获得的载荷时间历程作为托举机构疲劳分析的随机载荷谱,利用S-N方法对托举机构进行疲劳寿命预测.结果显示,机构最小疲劳寿命为4.54×106次(相当于4.3年),对于需要长期运作的矿用车来说该值偏小.进而采用基于变密度法的拓扑优化方法以静态多工况刚度和动态低阶固有频率为目标对托举机构进行优化设计,获得了最优的臂架拓扑图,再对托举机构进行尺寸优化,依据优化结果完成新托举机构的设计.最后与原托举机构的强度和疲劳寿命进行比较,结果表明,优化后的托举机构强度和疲劳寿命分别改善了11.7%和521%.

基于SST湍流模型的超车时汽车外流场变化的仿真分析

基于k-w模型的SST(剪切应力输运)湍流模型综合了k-ε和k-w湍流模型在边界层内外计算的优点,能够准确及时预测分离的特性。利用SST湍流模型对轿车超越轿车的过程运用计算机仿真技术进行数值模拟,得出被超轿车在此过程中的气动阻力系数和气动侧力变化曲线图,并对这一工况进行了分析。

计及风压中心漂移的汽车侧风稳定性研究

运用汽车侧风稳定性理论,对侧向风敏感性试验的4个阶段进行了详细分析,在ADAMS/Car软件平台上建立了侧风环境下仿真所需的整车动力学模型.仿真过程首次计及风压中心的漂移,着重拟合了气动侧力、风压中心位置随时间的变化曲线.将得出的仿真结果与以往把侧风作用期间风压中心的位置视为固定不变的情况进行了比较,结果显示计及风压中心漂移的仿真数据与试验趋于吻合.根据分析结果,提出了几条改善侧风稳定性的措施.

基于集成方法的汽车除霜除雾风道改进

针对目前汽车除霜除雾性能普遍不高的问题,采用RNG k-ε模拟的计算方法,对某车型前挡风玻璃除霜除雾性能改进进行了研究。首先,利用试验验证仿真方法的准确性;然后通过分析初始模型的除霜除雾性能,提出了在除霜除雾风道中添加4个导流板,把导流板的6个结构尺寸作为优化变量,将前挡风玻璃A,A′和B区的努赛尔数作为优化目标,同时为了提高优化效率,基于一种计算流体力学与优化算法相集成的方法,对除霜除雾风道结构进行优化改进进而得到最优参数;最后,将改进后的风道系统应用到除霜除雾性能分析。研究结果表明:在不增加空调送风量的前提下改进后的风道送风分布更加均匀,A区和A’区的努赛尔数分别提高了13.2%和7.7%,除霜除雾性能得到明显改善。

汽车风振噪声的CFD仿真研究现状

对近二十年来汽车风振噪声的CFD仿真研究作了一个总结。阐述风振噪声的危害和产生机理;着重介绍风振噪声的CFD仿真研究及取得的成果,在此基础上归纳出仿真的四个步骤;随后谈到风振噪声的抑止和控制,列举五种较为成功的降噪方法;最后本文对未来的研究工作进行展望。

汽车绕流的数值分析及计算机模拟

本文简要介绍了汽车绕流数值分析的有关理论基础和计算机模拟几个重要问题 ,涉及基本方程、有限体积法的应用、交错网格系统及边界条件的处理等 ,并给出了应用算例。对有关计算的相应技术处理也进行了探讨。

汽车气动造型在侧风稳定性中的应用研究

对比不同气动造型汽车的侧风稳定性,分析了影响侧风稳定性的因素.采用MATLAB软件建立多自由度汽车动力学数学模型,并进行侧风稳定性仿真,通过对比风压中心与质心3种相对位置情况下的侧倾角速度和横摆角速度,得出风压中心位于质心后的汽车气动造型可以改善汽车侧风稳定性的结论.采用实车侧风稳定性试验进一步验证了侧风稳定性虚拟试验结论的有效性.最后从汽车的车身尾翼、车身横断面、阻风板等方面提出汽车侧风稳定性改善措施.

非线性油气悬架的矿用自卸车纵倾性能优化

由于矿用自卸车的悬架结构形式特殊,研究车辆抗制动纵倾性的传统分析方法并不适用于解决其'制动点头'问题.鉴于此,本文以中性面和力矩中心为基点,进行悬架平跳试验仿真和整车直线制动仿真,得到了车轮着地点运动轨迹、悬架纵向角刚度等相关参数,进而得到了整车的纵向稳定性系数.并以其为目标函数,以悬架参数为优化变量,对矿用自卸车纵倾性进行优化.优化后的仿真结果表明,悬架的纵向稳定性系数提高了19.04%,前悬架的点头量和车身俯仰角则分别减小了18.23%和15.25%.该矿用车自卸车的'制动点头'现象得到明显改善.

轿车外流场的三维计算模拟

本文简要介绍了轿车外流场的三维计算模拟中的几个重要问题,涉及基本方程、有限容积法的应用、交错网格系统及边界条件的处理等,并给出了应用算例。计算结果与风洞试验结果基本一致。

主动四轮转向系统对高速汽车侧风稳定性的控制研究

建立了考虑侧风作用的汽车三自由度非线性动力学模型,应用基于BP神经网络的模型,参考自适应控制方法设计了主动四轮转向控制系统,并对非线性汽车模型进行了控制仿真.仿真结果表明,主动四轮转向系统能够有效的减小侧风对高速行驶汽车运动状态的影响,提高侧风稳定性.

汽车空调风道改进及对乘员热舒适性影响分析

利用计算流体动力学软件Fluent,对汽车空调风道中的气流进行数值仿真,其结果与试验对比误差较小,并得出驾驶员侧出风口风量所占比例较小,从而致使驾驶员热舒适性较差。为改善这一现象,利用响应表面法,以空调风道中所加导流片的3个结构尺寸为设计变量,以驾驶员一侧的出风量比例和空调总出风量为优化目标对空调风道系统进行优化改进,并将改进后的空调系统应用于驾驶员热舒适性的分析。结果表明:改进后的汽车空调使驾驶员一侧的空调出风量比例由原来的44.9%提高至51.3%,驾驶员的热舒适性得到明显改善。

基于改进D-S证据理论的车辆导航地图匹配

对传统D-S证据理论算法进行了改进,解决了证据的可信度和决策规则问题,使新的组合推理规则能够有效地处理证据中的冲突信息。并结合当前城市道路网日益复杂的实际特点,采用Pignistic概率的决策理论和基于权值D-S证据推理的地图匹配新算法,建立车辆位置信息和方向信息判决规则,有效地利用现有信息扩大各匹配道路之间的信度差异,提高了算法的鲁棒性。通过仿真和试验表明,该算法可以较好地解决城市复杂路网地图匹配问题。

会车瞬态气动特性分析与研究

以某轿车实车为研究对象,应用滑移交界面和动网格技术对该轿车会车过程中的瞬态外流场进行了数值模拟,得到了会车过程中该轿车的阻力系数和侧力系数的瞬态变化趋势,结合流场剖面上的压力场和速度场,分析了这种变化趋势的原因,总结了会车过程中汽车瞬态气动特性.研究结果表明:在会车过程中两车周围的流场相互影响,车身受到的气动力在极短的时间内发生剧烈变化.当轿车与轿车会车时,轿车的气动阻力系数呈负正弦,侧力经历两个波峰和一个波谷.二者的变化不同步.当轿车与卡车会车时,轿车的阻力系数、侧力系数的变化趋势更复杂、更剧烈.

汽车侧风稳定性的双向耦合方法研究

基于汽车空气动力学与系统动力学双向耦合提出了一种Fluent与Matlab的在线耦合算法.并对侧风工况下某微型面包车的气动以及稳定性进行研究.汽车在9m/s的稳定侧风环境下行驶1s,双向耦合方法相对于传统的单向耦合方法计算得到的汽车侧向位移、侧向力、横摆力矩分别减小3.3%,4.8%,17.8%,相应的汽车侧向速度、横摆角速度等的差距都超过了6.0%.并且这种差距会随着作用时间的增加逐渐增大.结果表明:车辆运动状态受气动力的影响不能忽视;汽车的侧向力并不一定随着横摆角变大而增大,要综合考虑汽车的侧向速度与横摆角速度的影响;双向耦合方法建立了汽车空气动力学与系统动力学之间的紧密联系,得到的结果更加切合实际.

基于空腔流动特性的汽车侧窗风振噪声控制方法研究

利用简单空腔模型对串联空腔控制风振噪声方法进行了机理分析,得出抑制空腔噪声主要通过气流导出效应和能量耗散效应的结合。基于此机理,提出了一种汽车侧窗风振噪声的控制方法,即在B柱上开凹槽,使凹槽和后窗开启时的车内空间形成一个串联空腔。采用大涡模拟(LES)的计算方法对其进行数值模拟,结果表明开凹槽后可以有效的抑制风振的产生。并对凹槽的尺寸进行了优化研究,计算结果表明L/D=4凹槽的降噪效果最明显,最大降幅达到14dB。

网格质量评价指标对汽车外流场模拟结果影响的研究

为揭示多个网格质量评价指标对气动阻力系数和外流场模拟结果的影响,以MIRA阶梯背国际标模外流场模拟结果为参照,以湖南大学HD-2风洞试验结果进行验证,分析了分别保证5项不同的网格质量评价指标时的模拟精度。结果表明:综合评定指标、纵横比指标、最小角指标、最大正交性指标和歪斜率指标对气动阻力系数的计算均能达到工程精度要求,且对汽车尾涡的模拟均较准确,而仅有综合评价指标能较好地模拟出汽车背部涡流,但涡的大小仍不准确。因此,目前所用的网格质量评价指标尚不能完全满足车身周围流场精细分析的要求。

汽车减阻新方法

利用商用计算流体力学(CFD)软件CFX与CAD软件UG相结合,对某种型号的小轿车周围流场进行了三维数值模拟。通过在汽车尾部加装气体喷射装置来破坏汽车的尾涡,从而达到减阻的目的。重点分析了小轿车车尾涡流对气动阻力的影响。结果表明:采用此方式来减小汽车阻力是可行的。