某SUV气动减阻优化及其流场机制

为了提高整车燃油经济性,本文以某款SUV车型为研究对象,将仿真与试验相结合改善汽车行驶过程中的气动阻力系数。首先通过风洞试验确定对整车气动阻力有重要影响的区域或部件,其次对气动阻力系数贡献值较大的部件或区域进行减阻优化。结果表明,前轮阻风板、尾灯和尾翼对整车气动阻力系数贡献值较大。对前轮阻风板的改型,有效降低正压区面积以及减弱车轮干扰阻力;对尾灯和尾翼的优化设计,改善了尾部负压区,缩短了分离流在后窗上部的再附着的距离。基于本征正交分解方法进行局部流场信息的提取和分析可知,1阶与2阶模态主要构成了该SUV尾流场的关键流态。经试验与仿真验证,相比于初始方案,气动优化组合设计减阻率可达7.5%。本文为新一代SUV改型与升级换代提供了理论基础与技术支持。

测点位置对汽车风洞风噪测试结果的影响

随着汽车风洞技术的发展及汽车风洞数量的增多,汽车风洞风噪测试逐步成为汽车风噪开发的主要试验手段。文章基于汽车风洞风噪测试,研究了测点位置对测试结果的影响。研究发现,车内人工头在X方向位置变化时总声压级、语音清晰度和响度变化小,但频谱特性曲线有差异;声压级和响度在Z方向位置随高度增加而升高,语音清晰度随高度增加而降低;车外远场麦克风在Y向距离测力天平中心越远,声压级越低。

汽车风洞双车试验来流湍流特征研究

基于自主研发的真实道路来流参数测量系统,对多地区、多场景真实道路行驶来流湍流强度进行了测试,发现车辆道路行驶时来流湍流强度远高于风洞水平,道路平均湍流强度为4%,沿海地区湍流强度最高可达20%,在跟车或超车时湍流强度可达28%。在汽车风洞内模拟了道路行驶跟车、超车等试验场景,对测试车辆气流环境进行了采集分析。结果表明,跟车和超车时,后车来流湍流强度较高且伴随有速度损失,湍流强度及速度损失大小与前车尺寸和跟车距离有关,湍流强度分布范围为2%~33%,与道路实测相当,且速度损失最大为19%。进一步探究了前车放置角度、风洞风速对后车来流湍流强度的影响规律,建立对后车来流湍流强度定量调节的方法。完成了双车风噪测试,结果表明,风洞内高湍流强度环境车内风噪测试调制频谱结果与道路行驶测试结果相符,车内风噪频谱曲线差异主要集中在小于70 Hz的低频段。

广汽气动、声学及热力学汽车风洞工艺布局

工艺布局是工业厂房建设中一个十分重要的课题,汽车风洞作为大型非标试验室,具有集成度高、跨专业性强的特点,国内外风洞在建设过程中都对其进行了深入研究。通过合理的工艺布局可以实现风洞资源配置的最优化,确保实现风洞基本性能的同时,有利于提高风洞运营的工作效率。汽车风洞作为空气动力学研究的重要工具,随着我国汽车产销量的不断提升,其重要性也不断凸显。风洞的形式多种多样,目前国内外汽车企业主流的风洞为气动声学二合一风洞及环境风洞。广汽从车型实际研发需求出发,决定创新性地建设一座全新的气动、声学及热力学三合一全尺寸汽车风洞,该风洞具有与主流风洞显著不同的特点。通过对该风洞洞体布局及功能区域布局的详细介绍,展示了广汽三合一风洞工艺布局的独特性,合理的工艺布局为风洞性能的实现提供了有力保证,可为后续同类试验室的建设提供有效参考。

汽车后视镜气动噪声的影响参数

选取普通后视镜外形作为基础模型,分别挑选可能影响后视镜气动噪声的3个形状参数和2个角度参数,使用大涡模拟和FW-H方程预测后视镜的气动噪声并分析其影响因素.整车风洞普通后视镜气动噪声试验结果与数值计算结果吻合,表明采用混合方法预测后视镜气动噪声的可行性.分析各种参数的后视镜气动噪声可以发现,声源强度在支撑面比后视镜表面大;它在普通后视镜支撑面的分布呈现梯形形状,且不随后视镜前后脸的变化而变化,但支架的存在却使之成为矩形形状.除旋转角度外,增加其他4种参数均有利于降低后视镜产生的气动噪声.

汽车风洞试验段尺寸参数对试验的影响

基于计算流体力学(CFD)的数值模拟,研究了开式汽车风洞试验段尺寸参数对风洞试验的影响。探讨了开式汽车风洞试验的影响因素,进行了不同汽车风洞喷口大小、集气口大小、试验段长度对气动阻力测量试验影响的数值模拟研究,得出了气动阻力系数随风洞尺寸参数的变化趋势。研究表明,风洞喷口尺寸大小对试验影响较大,风洞集气口尺寸和试验段长度对试验有影响,但相对喷口尺寸影响比较小。对开式风洞气室的影响也进行了初步探讨,研究表明,气室的存在对气动阻力系数的影响不大。

PIV技术在汽车模型风洞中的应用

运用粒子图像测速(PIV)技术对某类车体纵对称面内的尾部流场进行测量;研究了不同雷诺数下尾部流场的变化,并对速度场和涡量场进行定量分析。结果表明PIV技术用于汽车周围复杂流场的测量具有很强的优势,将成为汽车空气动力学试验的一种新的研究方法。

汽车风洞的PIV试验技术

介绍了粒子图像测速技术(PIV)的基本原理和试验过程,结合汽车空气动力学的需要将PIV试验应用到汽车风洞中测量汽车周围流场流动状况。根据研究内容探索并设计了适合进行汽车模型风洞试验的试验方案,分别针对GTS卡车模型周围流场和实车后视镜区域流场进行测量试验。得到了汽车周围流场截面的流线显示和瞬态、稳态的速度数据,并对比数值模拟结果进行了分析。同时介绍了应用PIV的激光做的激光流态显示。本文的研究为进行汽车空气动力学涉及的汽车模型周围低速流动时流动状况的测量试验提供了经验。

侧风状况下轿车气动特性的仿真与实验研究

以获得适合计算侧风气动特性的湍流模型为目的,应用计算流体动力学方法对比了标准k模型、RNG k模型、Realizable k模型以及SST模型对不同横摆角状态下轿车气动特性仿真结果的影响。结果表明,当0时,采用Realizable k湍流模型仿真得出的阻力系数与实验结果最为吻合,误差仅为1.53%,侧力系数的仿真结果与理论分析更为吻合;当3～1 5时,采用Realizable k湍流模型仿真得出的阻力系数与实验结果相比误差最大为0.96%,侧力系数的仿真结果与实验结果趋势一致,误差最大也仅为4.9%。总之,Realizable k湍流模型能够很好的模拟侧风状态下车辆的气动特性,仿真结果为进一步分析车辆的侧风稳定性提供了参考数据。

基于等离子体流动控制的车辆减阻试验研究

在25°Ahmed汽车模型尾部斜面上端布置介质阻挡放电(DBD)等离子体激励器,通过风洞试验,研究了激励器频率为9 kHz时不同激励电压对模型气动阻力系数的影响、10~25 m/s风速下的最大减阻率和此时对应的最佳激励电压.PIV测得的流场图以及PSI压力扫描系统测得的模型尾部斜面的压力值显示,在DBD开启时,激励器周围及尾部斜面近壁面区域流速提高,尾部分离区减小,尾部斜面上测压点处的压力升高;根据天平传感器测量结果,试验风速为15 m/s时获得最大减阻率,为7.28%,对应的最佳激励电压为18.5 kV.DBD激励器通过降低模型的压差阻力起到减阻效果.随着激励电压的提高,气动阻力系数呈现先下降后趋于平稳的趋势,且存在一个最佳激励电压;随着风速的增加,需要更高的激励强度才能起到较好的减阻效果.

旋转车轮气动效应的CFD仿真和风洞实验及减阻优化研究

本文中以上汽通用公司两款车型为研究对象,运用运动参考坐标系(MRF)方法中的多重参考坐标系(MRF)方案,模拟了车轮转动,对车轮静止和转动条件下汽车的气动特性进行了CFD仿真和风洞实验。通过仿真与风洞实验结果的对比,验证了MRF方法模拟车轮转动气动效应的准确性。基于流场仿真结果分析了转动车轮气动阻力的产生机理和转动车轮对尾流结构和尾端压力的影响,探讨了车轮转动引起整车C d变化的流场作用机理。根据流场分布特点提出车轮减阻优化方案,仿真结果表明,最优方案能显著降低C d。本研究提供了准确模拟车轮转动气动效应的流场CFD仿真方案,分析了车轮转动相关的复杂流场相互作用机理,为车轮和尾端区域气动优化开发提供了有益参考。

汽车风洞测力试验数据处理软件的开发与应用

针对汽车风洞试验气动力测量装置的特性以及测量数据采集过程、数据处理的通用方法和处理结果的要求,建立对应的数学模型,开发了具有通用性的汽车风洞测力试验气动力数据处理软件。软件采用Visual Basic 6.0开发,通过读取txt格式的模型数据文件,对数据进行提取、分析计算和显示。软件集成Excel报表功能,使用人员能够直观地观察分析汽车风洞模型的气动力和气动力系数。论述了该软件系统的结构、数据处理方法和结果显示技术。该软件已经应用在湖南大学HD-2风洞汽车模型的测力试验中。

尾部扩散器对某跑车气动性能的影响

以某跑车模型为研究对象,探讨尾部小型扩散器对于车身气动性能的影响。在初始模型的基础上,进行CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟计算,并对比风洞试验数据,验证仿真的可靠性。对初始模型的扩散器进行改进设计,加大扩散器的工作区域,研究其对于气动力的影响,并将改进后的扩散器与带有仿生凹坑型非光滑扰流器结合起来,通过数值模拟方法,得出压力和速度等流场参数,比较不同形式的扩散器对于气动性能的改进效果,分析气动力改善的原因。结果表明:通过对扩散器与非光滑扰流器的优化组合,能有效地提高气动负升力,减小气动阻力,达到了调谐车辆气动升力与气动阻力之间的耦合关系的目的。

“汽车空气动力学”课程教学方法新探索

针对"汽车空气动力学"课程教学存在"自顾自式、叙述式"的共性问题,对照工程教育认证及一流学科建设要求,提出以"学生为中心、产出为导向、持续改进"的教学思路、"教学与科研相互促进"的教学理念,探索将科研成果融入课程体系。以汽车风洞及其关键部件为例,通过制作并展示汽车风洞视频,图文并茂制作教学课件,带领学生实地参观风洞,鼓励学生学以致用等教学环节,实现学生的专业素质和创新思维的培养,获得很好的教学效果。

汽车风洞空气动力学性能影响因素

汽车风洞在汽车气动造型设计、减小风阻、降低能耗等方面起着关键作用。由于汽车风洞的有限尺寸,其空气动力学性能受多种因素的影响,影响因素主要有阻塞、边界层、压力梯度、压力脉动等。其中有些因素必须进行合理设计;有些因素影响风速的确定,需要对风速的进行标定;有些因素对车辆空气动力学性能测量有较大影响,需要对测量结果进行修正;有些影响因素虽然不能物理消除,但是通过调试校准可以获得更理想的结果。其中合理设计、正确的标定和校准是确保测量结果准确性的前提,必须在风洞设计、建造和调试阶段充分考虑,是对风洞使用过程中测量结果的提前修正;对测量结果进行经验修正,可提高准确度。

汽车模型风洞研究

汽车缩比模型风洞对汽车空气动力学性能的正向开发、造型设计起着至关重要的作用。对国内外多座先进的模型风洞技术能力进行深入研究,对这些模型风洞的风洞结构、流场品质和试验能力进行了详细总结。结合模型风洞基本理论,提出先进的模型风洞技术指标。

开口射流风洞主动湍流产生过程中动态射流特性

出于可重复性考虑,车辆空气动力学和气动声学的研发工作主要在风洞中稳态流动条件下进行,然而在真实路况下车辆经受着非稳态湍流,这是由比如侧风阵风、路边障碍物与稳定侧风的组合影响或前方行驶的车辆所引起的.为了能够以可重复再现的方式来模拟该路面场景,开发了一套主动湍流发生器系统FKFS swing?,并运用于斯图加特大学的全尺寸气动声学风洞中,风洞由FKFS运营.该系统由垂直跨越风洞喷口的8个翼型组成,能够以高达10 Hz的频率动态改变流动角度.先前的研究表明,开口射流对主动偏转的动态响应改变了由位置和频率变化所产生的流动角度.一种用于量化该特性的方法被提出并运用于斯特劳哈尔数高达0.45的情况.本研究中,该方法被用于分析更高斯特劳哈尔数至1.2情况下的动态响应,这与非稳态气动声学相关.结果表明,在更高的斯特劳哈尔数下射流特性对流动角度的影响减小.

全尺寸汽车空气动力学风洞相关性及修正研究

全尺寸汽车空气动力学风洞是汽车空气动力性能重要的研究平台与开发工具。但风洞间测试结果普遍存在差异,这对气动性能的研究与分析造成了一定的困难,因此有必要开展风洞间的横向相关性和修正研究,提高风洞测试结果的统一性和一致性。分别对德国和中国的两座全尺寸汽车风洞进行实车风洞测试,开展风洞相关性及修正研究。研究表明,对于同一工况,不同风洞间的测试结果存在一定差异,但不同工况与基础工况间差异变化趋势一致,大小相似,不同风洞间的测试结果能建立较好的相关关系,形成相关性线性函数。通过空气阻力系数C;修正方法,可以减小风洞间由结构尺寸、流场参数导致的系统性误差,修正后的风洞间空气阻力系数C;测试结果差异降低了近60%。

汽车环境风洞实验室的性能评价与分析

近年来,汽车环境风洞试验室在整车性能研发中的作用越来越受到研发人员的重视,如何评价试验室本身的模拟精度,目前还并未形成完整的评价体系。基于国内某风洞试验室的实测案例,本文对环境风洞试验室气动参数的含义、测量方法、数据分析进行了详细阐述;展示了环境参数的测试结果,并与环境舱参数进行对比,结果表明环境风洞的空气动力学特性对环境模拟指标具有重要影响。

汽车空气动力学风洞试验方法及减阻研究

汽车空气动力学性能是车辆重要的性能之一,其中的阻力系数直接影响汽车的动力性能和燃油经济性。通过实车风洞试验,验证了试验精度可以满足开发需求,研究了保险杠、翼子板、轮眉、散热器格栅和轮毂对整车风阻系数的影响。风洞试验结果表明改进后的特装车保险杠使整车风阻系数降低了2.8%,翼子板、轮眉、散热器格栅和轮毂的改进对降低整车风阻系数也有很大作用,优化车辆外部装饰件是降低汽车风阻系数的重要研究方向。