y^+值对MIRA模型气动参数计算精度的影响

为研究量纲为1的参数y^+值对车辆气动参数计算精度的影响,以阶梯背MIRA模型为基础,在保证模型网格数量与质量相近的情况下调整近壁网格尺寸,构建不同y^+值的流场仿真模型;考虑到不同的湍流模型对车辆外流场仿真的y^+值具有不同的适用范围,选取SSTκ-ω和LES两种常用的湍流模型对阶梯背MIRA模型外流场进行稳态和非稳态仿真分析;将气动参数仿真结果与试验结果进行对比分析,得出合适的y^+值取值范围;结合仿真速度云图和车身表面受力曲线分析了边界层首层网格厚度对仿真精度的影响;建立了方背MIRA模型在2种湍流模型下的外流场仿真模型,进行不同流速下气动参数的计算,从而对y^+值取值范围进行验证。研究结果表明:针对车辆外流场数值仿真,采用SSTκ-ω模型时对应的合适平均y^+值取值范围为20~50,而采用LES模型时对应的合适平均y^+值取值范围为5~10;当边界层首层近壁网格厚度过大时,数值仿真无法准确捕捉边界层中速度梯度的变化,造成边界层流场流动信息丢失,而当边界层首层近壁网格厚度过小时,边界层网格会严重畸变,2种情况下气动参数计算误差都超过5%,从而影响车辆外流场数值仿真精度;根据所获得的y+值取值范围,方背MIRA模型计算的气动参数误差小于5%,说明了2种湍流模型平均y^+值取值范围的正确性。