仿生非光滑花纹沟对轮胎抗滑水性能的影响

以205/55R16乘用车轮胎为研究对象,采用计算流体动力学建立了考虑胎面花纹变形的轮胎滑水分析模型;以气-液二相流数值模型分析了轮胎的滑水性能,并将临界滑水速度仿真值与NASA滑水速度预测值及轮胎发生滑水时力平衡下的速度进行对比.在此基础上,引入仿生减阻理念,研究了夹角为60°、高度为0.6mm的仿生对称V形结构对花纹沟排水量和水流阻力的影响,并将其结构特征信息等效移植到接地区轮胎花纹沟底,进行了仿生花纹轮胎的滑水性能分析.结果表明:所建滑水分析模型可用来分析轮胎滑水时的流体运动特性;相对原花纹轮胎,仿生非光滑花纹沟轮胎通过提高接地区花纹沟内水流速度,降低了胎面动水压力,提高了临界滑水速度.

厢式半挂汽车列车附加减阻装置的减阻效果及机理研究

为了优化某厢式半挂汽车列车的气动阻力系数,以某重型厢式半挂汽车列车为研究对象,以计算流体动力学理论为基础,运用数值模拟的方法,研究了驾驶室与货厢之间的减阻装置、尾部减阻装置和仿生非光滑表面结构等气动减阻方案对厢式半挂汽车列车的减阻效果。详细分析了不同单一气动减阻方案和复合减阻方案分别对汽车列车模型的速度分布、压力分布、湍动能分布和气动阻力系数的影响。研究结果表明:设计的3种间隙减阻装置可以延迟驾驶室后部的气流分离,并且可以阻止部分气流进入驾驶室与货厢之间区域从而降低货厢前部区域的平均速度,涡量强度和湍流动能,相对于汽车列车原始模型的最佳减阻率为7.5%;设计的4种尾部减阻装置可以减弱尾部的气流分离及涡量,最大减阻率为5.8%;设计的8种非光滑表面减阻方案的平均减阻率达到4.6%,最大减阻率为5.8%。在厢式半挂汽车列车表面合理布置仿生非光滑表面可以有效地控制尾部涡流的产生,改善尾部流场结构,从而减少气流与仿生非光滑表面之间的摩擦阻力以及整车的压差阻力。设计的8种复合减阻装置的平均减阻率为17.2%,其中最佳复合减阻方案的风阻系数为0.699 5,减阻率为19.9%,减阻效果明显。