汽车外流场数值仿真k-ε模型适用性研究

由于目前的湍流模型并非针对汽车空气动力学进行数值仿真,因而造成潜在的计算误差。因此,为探寻适合的数值计算模型,以MIRA阶梯背汽车1/3比例模型为研究对象,对常用的Standard k-ε、RNG k-ε和Realizablek-ε3种k-ε涡黏湍流模型进行数值仿真,以计算所得的气动力系数、尾部流场及表面压力系数为适用性评价指标,并与HD-2风洞试验数据对标。研究结果表明:3种模型中,Standard k-ε模型收敛速度和效率最优,但气动阻力的计算精准度最差;RNG k-ε模型的表现一般,而Realizable k-ε模型能获得最高的气动阻力计算精度,与风洞试验结果对比,误差在5%以内,但收敛速度和效率相对较差;同时,3种湍流模型对气动升力的计算结果与风洞试验对比存在较大误差。

高速工况MIRA轿车尾翼气动特性仿真分析

尾翼是改善高速车辆行驶稳定性的重要装置。利用CATIA软件建立了MIRA三维模型,对其外流场进行了数值模拟,利用Profili软件对尾翼进行了设计,对加装尾翼高速轿车的外流场进行数值模拟,分析了尾翼的翼型与攻角形式对高速轿车气动升力的影响。结果表明,随着翼型的弯曲程度逐渐增大,升力系数逐渐减小,当尾翼翼型为S1223型,整车气动升力系数最大;随着攻角增大,汽车阻力系数逐渐增大,而升力系数逐渐减小。