公路高速客车车身造型和模型风洞试验研究

作     者：蔡红民 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高利

授予年度：2003年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：空气动力学 造型 逆向工程 客车模型 数值模型 风洞试验 

摘      要：本课题主要在客车空气动力学造型规律、客车造型设计方法、利用CATIA软件以三坐标测量数据构建客车车身数值模型和利用航空风洞进行客车模型风洞试验等方面进行了研究。 通过对国内外客车造型规律研究，得出目前客车造型更突出个性化和人性化及与使用环境条件协调，客车空气动力学造型普遍采用以方基调为基础的小圆角“流线型外观设计。在造型设计时，只需对客车关键部位进行流线型化而不必对整车进行整体流线型化就可使客车具有良好的空气动力学特性，同时又保证制造工艺简单、通透感好、空间利用率高。 研究中应用逆向工程与计算机辅助造型相结合的方法，探索运用了“网格预先标识法和“触点初坐标调整法等测量手段，对1∶5木质客车模型车身表面进行了三坐标测量，得到了客车车身表面数据点坐标，利用CATIA强大的自由曲面造型功能，将三坐标测量所得点数据读入CATIA数字曲面编辑器模块，建立了描述客车车身表面的数值模型，为进行客车的计算流体动力学(CFD)研究积累了宝贵资料。 在对客车模型进行风洞试验时，研究了试验影响因素并采取了开缝吸气地板、内置测力天平等技术措施，测量了3种客车造型和多种客车模型姿态的气动六分力、车身表面压力，并进行了流态显示试验。试验数据分析结果表明，不同客车前部造型对气动力影响非常显著，如通过改善造型可使空气阻力系数由0.7509降为0.5759。通过对原型车试验数据分析，流线型较好的原型车具有良好的空气动力学造型，且合理地选取车身表面进气通风口和排气口位置，说明该车型的设计是成功的。