二维类车体尾迹中的低频震荡

汽车尾部的大尺度流动分离是汽车外流场的显著特征之一,其与气动阻力、结构振动和震荡密切相关.应用直接数值模拟(DNS)方法研究在雷诺数Re=2.3×104下某二维类车体尾迹中的低频震荡.该类车体常被用于汽车空气动力学学术研究,因为其轮廓可涵盖到货车主要几何特征,且其尾迹与货车的准二维尾迹具有共性.计算结果对照现有的实验结果进行验证,二者之间的差异经过评估确认了该计算的正确性.流场结果显示低频震荡与尾迹中两种模态之间的相互转换有关.这两种模态分别由Kelvin-Helmholtz不稳定性及尾迹的不稳定性主导.前种模态下,尾部分离的上、下剪切层在几乎相同的时刻产生涡脱落;而在后种模态下,上、下剪切层交替地产生涡脱落形成卡门涡.根据不稳定性理论讨论了模态转换的机理,并阐述了因低频震荡而产生的气动力变化.