基于高精度气动阻力计算的汽车尾部减阻研究

作     者：庄晓东 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谷正气;郭军朝

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：气动阻力 尾部减阻 尾部扩散器 高精度 实用性 优化 

摘      要：汽车的油耗问题是目前国内外汽车厂家最为关注的问题之一,而汽车的气动阻力又与油耗息息相关。目前国内外学者对汽车气动阻力计算进行了大量的研究,但是并没有形成一个统一规范的计算体系,导致汽车气动阻力计算精度高低不一。另外,在实际汽车气动减阻应用中,工程师们往往凭借自己的经验对某些局部进行改进,很难达到最优的减阻效果。为此,本文在前人对气动阻力计算研究的基础上,深入分析了不同的网格设置和求解设置对汽车气动阻力计算精度的影响,在兼顾实用性和高效率的前提下,提出一套汽车高精度气动阻力计算体系。基于该计算体系,对汽车尾部减阻进行了系统地研究。主要研究内容如下:1.以风洞试验为依据,通过对计算域尺寸、附面层厚度及层数、网格数量和质量以及边界条件、离散格式和湍流模型等网格和求解设置对气动阻力计算精度的影响的研究,提出一套高精度气动阻力计算体系,为汽车尾部减阻研究提供了可靠的数值计算保障。2.基于高精度气动阻力计算体系,利用25°倾角的Ahmed模型,对汽车尾部造型中的底部上倾角和横向收缩率以及尾部扩散器中的通道数量、通道宽度以及通道扩散角等参数进行了系统的研究,最后提出汽车尾部减阻方案设计原则。3.将类车体模型尾部减阻研究结论应用于中气轿车模型中,验证了该结论的可行性,为实车尾部减阻提供了理论指导。4.对尾部扩散器进行了参数优化设计,将优化后的参数带入实车模型中,重新仿真计算,并将计算结果与优化前的实车模型以及原车模型作对比,证明了对尾部扩散器进行了参数优化以后,减阻效果更加明显。