汽车侧窗区域水污染的仿真和优化

为减小汽车雨中行驶时侧窗水污染面积,提高驾驶安全性,基于子域计算和自动寻优设计方法,开展侧窗区域水污染优化设计。选取A柱截面参数为设计变量,结合正交试验设计构建样本空间,采用格子玻尔兹曼方法、拉格朗日粒子运动模型与液膜模型,结合子域计算方法共同求解出液滴的运动轨迹和侧窗区域水膜覆盖情况。通过Kriging模型拟合出设计变量与污染面积之间的近似关系,选取侧窗区域水污染面积的最小值为优化目标,利用多岛遗传算法寻找最优值。结果显示,优化后模型的侧窗区域水相覆盖面积较原始模型下降了66.2%。

基于格子玻尔兹曼方法的侧窗水相分析与控制

侧窗雨水污染会损害侧窗的清晰度,进而影响汽车的安全驾驶.针对汽车雨天行驶时侧窗水污染问题,将空气动力学与多相流理论结合,采用格子玻尔兹曼方法求解汽车瞬时外流场,拉格朗日方法求解液滴运动,获得液滴运动轨迹和侧窗区域水相分布情况.分析得到侧窗区域水污染的影响因素及产生机理,在此基础上对A柱型面进行改型,对比不同改型方案的侧窗区域水相分布情况以及污染面积.研究结果表明,在4种A柱方案中,方案2侧窗视野最佳,水相覆盖率为38.2%,较basic模型降低了19.2%.

后视镜造型对侧窗水相分布的影响

以乘用车后视镜为研究模型,采用格子玻尔兹曼方法,研究其尾部流场特性。将空气动力学与多相流理论相结合,在格子玻尔兹曼方法基础上应用拉格朗日方法,对雨天汽车行驶时后视镜对侧窗造成的水相分布进行研究,探究其污染机理,进而研究镜柱和镜罩两方面造型因素对侧窗的污染影响,其中镜柱包括长度和尺寸,镜罩包括迎风角度、内侧扩散角、前缘倒角和后缘离去角4个因素。结果表明:各因素对侧窗污染位置及污染比重有较大差异。增长镜柱、镜罩内侧扩散角改为0°、减小镜罩前缘倒角、后缘离去角改为0°皆会不同程度降低污染水平,镜柱尺寸和镜罩迎风角对侧窗影响较为复杂,但也可得到较小水平污染结果,各因素对侧窗污染影响并非独立作用。