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三方程在汽车外流场仿真计算中的应用

机械工程学报 2008年第1期44卷 184-189页

作者：何忆斌谷正气吴军姜波湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

汽车外流场仿真计算有多种模型,通过仿真和试验研究找到计算精度和效率高的模型对汽车外流场的仿真计算具有十分重要的意义。在使用三方程模型进行汽车外流场的计算中,由于涡粘系数μt考虑了湍流空间尺度和湍流时间尺度对湍流输运的影响... 详细信息

汽车外流场仿真计算有多种模型,通过仿真和试验研究找到计算精度和效率高的模型对汽车外流场的仿真计算具有十分重要的意义。在使用三方程模型进行汽车外流场的计算中,由于涡粘系数μt考虑了湍流空间尺度和湍流时间尺度对湍流输运的影响,k-ε-v2湍流模型更多地反映了湍流输运的物理机理,有着比切应力传输、k-ε湍流模型更高的计算精度,是汽车外流场较为理想的数值仿真模型。运用涡粘型k-ε-v2湍流模型、切应力传输(Shear stress transport,SST)模型、k-ε湍流模型对汽车绕流进行数值仿真,将计算的阻力系数和试验数据进行对比,结果证实k-ε-v2湍流模型的优越性。给出汽车纵对称面上的压力系数与试验值的对比曲线,使用湍流k-ε-v2模型所计算的距车尾0.1m处的湍动能分布、速度矢量线及外部流线图。

关键词：湍流模型汽车外流场湍动能涡粘系数数值模拟

流体仿真平台对汽车外流场仿真能力的对比研究

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汽车工程 2016年第2期38卷 163-167,199页

作者：朱晖杨志刚谭鹏丰成杰同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

基于同一个硬件平台和相关的参数设置,采用Fluent 12.1和Star-ccm+8.04流体仿真平台对某车身的1/3缩比模型外部绕流场进行数值仿真。以相同模型的风洞实验数据为准,通过计算获得气动升/阻力、车身表面压力和尾迹区流场结构等相关信息,... 详细信息

基于同一个硬件平台和相关的参数设置,采用Fluent 12.1和Star-ccm+8.04流体仿真平台对某车身的1/3缩比模型外部绕流场进行数值仿真。以相同模型的风洞实验数据为准,通过计算获得气动升/阻力、车身表面压力和尾迹区流场结构等相关信息,对比研究了两款流体仿真平台对汽车外流场的仿真能力,为流体仿真平台的选择提供了依据。

关键词：汽车外流场流体仿真平台仿真能力

网格质量评价指标对汽车外流场模拟结果影响的研究

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汽车工程 2015年第11期37卷 1265-1269页

作者：谷正气赵万东张勇魏洪桢湖南工业大学株洲412007 湖南大学汽车先进设计制造国家重点实验室长沙410082

为揭示多个网格质量评价指标对气动阻力系数和外流场模拟结果的影响,以MIRA阶梯背国际标模外流场模拟结果为参照,以湖南大学HD-2风洞试验结果进行验证,分析了分别保证5项不同的网格质量评价指标时的模拟精度。结果表明:综合评定指标、... 详细信息

为揭示多个网格质量评价指标对气动阻力系数和外流场模拟结果的影响,以MIRA阶梯背国际标模外流场模拟结果为参照,以湖南大学HD-2风洞试验结果进行验证,分析了分别保证5项不同的网格质量评价指标时的模拟精度。结果表明:综合评定指标、纵横比指标、最小角指标、最大正交性指标和歪斜率指标对气动阻力系数的计算均能达到工程精度要求,且对汽车尾涡的模拟均较准确,而仅有综合评价指标能较好地模拟出汽车背部涡流,但涡的大小仍不准确。因此,目前所用的网格质量评价指标尚不能完全满足车身周围流场精细分析的要求。

关键词：汽车外流场网格质量评价指标 CFD模拟精度

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汽车外流场数值模拟湍流模型的研究

汽车外流场数值模拟湍流模型的研究

作者：耿艳河海大学

学位级别：硕士

自然界中的实际流动绝大部分是三维的湍流流动。湍流是流体粘性运动最复杂的形式，湍流流动的核心特征是其在物理上近乎于无穷多的尺度和数学上强烈的非线性。汽车外流场在其尾部出现分离流现象，其典型流动特征为三维、粘性、湍流、分... 详细信息

自然界中的实际流动绝大部分是三维的湍流流动。湍流是流体粘性运动最复杂的形式，湍流流动的核心特征是其在物理上近乎于无穷多的尺度和数学上强烈的非线性。汽车外流场在其尾部出现分离流现象，其典型流动特征为三维、粘性、湍流、分离，而湍流分离流的研究一直是研究的热点和难点。汽车外流场直接影响到汽车的外形设计、汽车的性能改良，汽车的燃油经济性、操纵舒适性、安全性和噪声水平等等。因此对汽车外流场湍流数值模拟不仅具有理论意义而且具有工程应用价值。由于汽车外流场绕流运动的复杂性，湍流模型的选择成为汽车外流场数值模拟的关键。本文主要研究汽车外流场的数值模拟及其湍流模型的选择。从三维不可压缩流体的Navier-Stokes方程出发，建立了描述汽车外流场的数学模型——三维不可压缩的雷诺时均方程(RANS)。选择数值模拟的汽车模型及计算区域，采用非结构非均匀网格方法划分计算区域。用有限元法对不可压缩流体的雷诺时均方程(RANS)进行离散。根据湍流模型理论，选定了三种湍流模型，即：标准k-ε模型、Baldwin-Lomax模型、低雷诺数k-ε模型，闭合雷诺时均(RANS)方程。对汽车外流场进行数值模拟，模拟出汽车外流场尾部的分离流动。从涡型、速度场、压强场、压强系数几方面分析了各种湍流模型数值模拟的结果，并与已有的实验结果进行对比分析。通过比较得出结论，标准k-ε模型比较适合对汽车外流场进行数值模拟。

关键词：汽车外流场分离流数值模拟湍流模型有限元法

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边界层网格参数对汽车外流场模拟结果的影响

重庆交通大学学报（自然科学版） 2020年第4期39卷 110-115页

作者：张甫仁夏文艳重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

为了提高汽车外流场数值模拟计算的精度,对边界层网格特征尺寸参数进行优化设计,分析各参数对模拟结果的影响。在MIRA直背车型基础上,选取第一层边界层厚度、边界层总厚度和边界层层数为设计变量进行实验设计,以阻力系数Cd和升力系数Cl... 详细信息

为了提高汽车外流场数值模拟计算的精度,对边界层网格特征尺寸参数进行优化设计,分析各参数对模拟结果的影响。在MIRA直背车型基础上,选取第一层边界层厚度、边界层总厚度和边界层层数为设计变量进行实验设计,以阻力系数Cd和升力系数Cl为优化目标进行多目标优化,依据响应值Cd和Cl的Pareto图探究各设计变量与响应值的效应影响,最后将风洞试验和优化后数值模拟计算的Cd、Cl及速度流场情况进行对比。结果表明:第一层边界层厚度与边界层总厚度的交互效应对Cd影响最大,边界层层数和边界层总厚度的单因素效应对Cl影响较大;优化后,Cd和Cl的计算误差减小,速度流场显示与PIV实验的一致性亦得到较大改善。

关键词：车辆工程汽车外流场计算流体力学边界层优化设计

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基于湍流模型的汽车外流场三维数值模拟

科技资讯 2014年第30期12卷 67-69页

作者：朱军耿艳廖斌安徽工程大学建筑工程学院安徽芜湖241000

从三维不可压缩流体的Navier-Stokes方程出发,建立数值模拟汽车外流场的控制方程组,分别采用三种湍流模型,即:BaldwinLomax模型、标准k-ε模型和低雷诺数k-ε模型来闭合控制方程组。使用有限元法对汽车外流场的控制方程组进行离散,采用... 详细信息

从三维不可压缩流体的Navier-Stokes方程出发,建立数值模拟汽车外流场的控制方程组,分别采用三种湍流模型,即:BaldwinLomax模型、标准k-ε模型和低雷诺数k-ε模型来闭合控制方程组。使用有限元法对汽车外流场的控制方程组进行离散,采用结构非均匀网格方法划分计算区域,计算得到了各种湍流模型下的汽车外部速度场,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,标准k-ε模型比其他两种模型具有更高的精度,能够更好地模拟汽车外部流场。

关键词：湍流模型数值模拟汽车外流场有限元法

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基于网格分区方法的汽车外流场研究

汽车零部件 2019年第6期 59-63页

作者：陈明东风柳州汽车有限公司

利用网格分区方法对某SUV车型进行面网格与体网格分区划分,经计算分析得到风阻系数与汽车外流场分布。仿真结果表明:阻力来源主要是车头及车尾部,而发动机舱盖、车顶具有一定的减阻作用。后与吉林大学汽车风洞试验得到的风阻系数比较,... 详细信息

利用网格分区方法对某SUV车型进行面网格与体网格分区划分,经计算分析得到风阻系数与汽车外流场分布。仿真结果表明:阻力来源主要是车头及车尾部,而发动机舱盖、车顶具有一定的减阻作用。后与吉林大学汽车风洞试验得到的风阻系数比较,两者高度吻合,误差不到1.6%,表明利用分区划分网格得到的仿真结果具有较高的准确性。

关键词：网格分区汽车外流场 CFD 风阻系数

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地面效应对汽车外流场影响的数值模拟研究

地面效应对汽车外流场影响的数值模拟研究

中国力学学会学术大会'2009

作者：林铁平杨小龙湖南大学机械与运载工程学院汽车车身先进设计制造国家重点实验室

汽车外流场具有全三维效应强、非定常、回流分离区多和涡结构复杂的特点,对其流动结构进行详细研究是减少阻力、降低噪音的关键。汽车车身近似于钝形体,但与普通钝形体相比,汽车一般不离开地面,受地面效应的影响比较大。本文通过调整汽... 详细信息

汽车外流场具有全三维效应强、非定常、回流分离区多和涡结构复杂的特点,对其流动结构进行详细研究是减少阻力、降低噪音的关键。汽车车身近似于钝形体,但与普通钝形体相比,汽车一般不离开地面,受地面效应的影响比较大。本文通过调整汽车不同离地间隙,对地面效应对汽车流场的影响进行了详细的分析。计算采用了

关键词：地面效应汽车外流场 RANS 涡结构

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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网格划分对汽车外流场数值计算影响的研究

汽车科技 2012年第1期 12-15页

作者：董立伟谷正气刘水长王宁湖南工业大学株洲412007 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 华南理工大学广州510641

基于Mira国际标模,采用三种网格方案,每种方案采用两种网格密度,研究其对汽车外流场仿真计算的影响,并与风洞试验数据进行对比。结果表明:三棱柱、四面体及六面体混合方案精度得到有效改善;完全六面体方案由于很难控制的低质量网格导致... 详细信息

基于Mira国际标模,采用三种网格方案,每种方案采用两种网格密度,研究其对汽车外流场仿真计算的影响,并与风洞试验数据进行对比。结果表明:三棱柱、四面体及六面体混合方案精度得到有效改善;完全六面体方案由于很难控制的低质量网格导致计算发散,挖掘六面体网格优势是今后的趋势;网格密度对仿真计算的影响主要是基于壁面层网格尺寸,在壁面函数有效范围内,适当减小其尺寸,可以使计算精度得到有效改善。

关键词： Mira 网格划分汽车外流场六面体近壁面网格尺寸