队列行驶车辆的气动特性、稳定性及跟驰特性的研究
发布时间：2020-12-26 09:16
随着目前互联网技术以及自动驾驶技术的发展,车辆在车联网中的跟驰队列行驶已经成为未来的一种发展趋势。在队列行驶过程中,其气动特性将会发生改变,因此会影响跟驰行为中的各种参数。我国地域辽阔,地形复杂,车辆在高速公路上行驶也经常会受到侧风的影响,从而影响车辆行驶的稳定性。而在跟驰队列行驶的过程中,侧风同样会影响车群的气动特性参数。在目前描述跟驰行为的数学模型中,同样没有加入气动特性对跟驰模型的影响。因此,本文的研究内容对未来的车辆网下的车辆跟驰队列行驶的发展有一定意义。本文的主要研究内容为车辆跟驰队列行驶时,车间距以及侧风对车群内各车的气动特性影响,以及气动特性引入车辆跟驰模型对跟驰特性的影响。本文的研究内容可以大致分为四个主要内容:一、选择车辆几何模型,在单车行驶情况下通过设定相应的CFD仿真得出其阻力,再与厂家给与的参数对比,确定本次仿真参数的设定可以使仿真得出的结果在误差范围内。再通过相应的力学知识,分析车辆的阻力来源,用压力云图与涡量云图做出理论的有效性验证。二、通过设定不同的车间距与数量的队列,分别得出了两车队列行驶与三车队列行驶下的阻力系数。再用其与先前国外做的简易模型的风洞实验...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１车辆三维几何模型??Ｆｉｇ．２－１?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??２．２
?队列行驶车辆的气动特性、稳定性及跟驰特性的研究??够长，否则会产生很大的误差。同理宽度和高度也应当根据这样的原则来确定。在确定??计算域大小直接，应当首先考虑整个计算域的阻塞比问题如图２－２所示为汽车正向??投影面积示意图。则阻塞比的具体的表达式为式２－１。??投影面＼?＼＼??平行光??图２－２汽车正投影面积示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｈａｄｏｗ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??（２－１）??式２－１中，ｓ为风洞的阻塞比，３为汽车的正向投影面积，为做风洞实验时的喷??口面积。ＡｒｍａｇａｎＡｌｔｉｎｉｓｉｋ和ＯｎｕｒＹｅｍｅｎｉｃｉ等人研宄表明，当阻塞比低于２％的时候，??阻塞比造成的干扰误差才不必要进行修正［６２］。虽然计算域的增大会减小阻塞比，但是同??样的对计算机的求解性能的要求也随之增加，计算所需要的时间也会变长。因此本文采??用的计算域大学为：车的左右计算域宽度为５倍车宽，车的计算域高度为６倍车高。此??时的阻塞比大致为１．２９％，可以满足仿真实验的需求。汽车在行驶的过程中，根据伯努??利定律可知，汽车顶面、底面和侧面的流速不同，导致其压力也不同，形成压差。在Ｃ??柱位置
?Ｖ，??图２－３汽车尾部涡流示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｖｏｒｔｅｘ?ｉｎ?ｒｅａｒ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??因此，在做风洞实验时需要给予汽车尾部足够的计算域，让尾流充分发展，而汽车??前部也需要留有足够的计算域模拟前端空气流动。因此设定汽车前部计算域为３倍车长，??汽车尾部的计算域为８倍车长。最后可得单车模拟的计算域示意图，如图２－４所示。在??做队列行驶时，只需将跟随车辆放置在头车后面，尾车距离出口边界的计算域依旧为８??倍车长。??图２－４单车计算域示意图??Ｆｉｇ．２－４?Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ?ｄｏｍａｉｎ?ｏｆ?ｏｎｅ－ｖｅｈｉｃｌｅ??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]网联车混合交通流渐进稳定性解析方法[J]. 王昊,秦严严. 哈尔滨工业大学学报. 2019(03)
[2]面向2020年无人驾驶的发展动向[J]. 王建萍. 汽车与配件. 2018(12)
[3]道路几何设计对IDM模型跟驰行为的影响[J]. 覃频频,裴世康,杨春兰,孟强,万千. 交通运输系统工程与信息. 2017(06)
[4]基于车辆个体特征的IDM模型研究[J]. 敬明,邓卫,刘志明,王昊. 交通信息与安全. 2012(05)
[5]车辆跟驰行为建模的回顾与展望[J]. 王殿海,金盛. 中国公路学报. 2012(01)
[6]高速汽车侧风稳定性研究[J]. 赵荣远,李梦静. 上海汽车. 2010(04)
[7]汽车驾驶人可靠性量化方法[J]. 喻丹,吴义虎,李佳佳,成海涛. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2009(04)
[8]格子Boltzmann方法的工程热物理应用[J]. 何雅玲,李庆,王勇,唐桂华. 科学通报. 2009(18)
[9]汽车外形对智能车辆队列行驶气动特性的影响[J]. 贺宝琴,吴允柱,傅立敏. 吉林大学学报(工学版). 2008(01)
[10]队列行驶车辆间距对气动特性的影响[J]. 傅立敏,贺宝琴,吴允柱,胡兴军,赖晨光. 汽车工程. 2007(05)
硕士论文
[1]汽车侧风气动特性及操稳性影响的研究[D]. 李尧.西南交通大学 2018
[2]侧向风及车间距对货车列队行驶影响分析[D]. 许香港.吉林大学 2016
[3]汽车弯道行驶瞬态气动特性数值模拟研究[D]. 顾庆童.吉林大学 2014
[4]小微型客车与厢式货车混合行驶时的气动特性研究[D]. 苑飞.山东大学 2014
[5]不同道路形式下重型商用车瞬态气动特性的数值模拟[D]. 李腾飞.吉林大学 2013
本文编号：2939428
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１车辆三维几何模型??Ｆｉｇ．２－１?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??２．２
?队列行驶车辆的气动特性、稳定性及跟驰特性的研究??够长，否则会产生很大的误差。同理宽度和高度也应当根据这样的原则来确定。在确定??计算域大小直接，应当首先考虑整个计算域的阻塞比问题如图２－２所示为汽车正向??投影面积示意图。则阻塞比的具体的表达式为式２－１。??投影面＼?＼＼??平行光??图２－２汽车正投影面积示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｈａｄｏｗ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??（２－１）??式２－１中，ｓ为风洞的阻塞比，３为汽车的正向投影面积，为做风洞实验时的喷??口面积。ＡｒｍａｇａｎＡｌｔｉｎｉｓｉｋ和ＯｎｕｒＹｅｍｅｎｉｃｉ等人研宄表明，当阻塞比低于２％的时候，??阻塞比造成的干扰误差才不必要进行修正［６２］。虽然计算域的增大会减小阻塞比，但是同??样的对计算机的求解性能的要求也随之增加，计算所需要的时间也会变长。因此本文采??用的计算域大学为：车的左右计算域宽度为５倍车宽，车的计算域高度为６倍车高。此??时的阻塞比大致为１．２９％，可以满足仿真实验的需求。汽车在行驶的过程中，根据伯努??利定律可知，汽车顶面、底面和侧面的流速不同，导致其压力也不同，形成压差。在Ｃ??柱位置
?Ｖ，??图２－３汽车尾部涡流示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｖｏｒｔｅｘ?ｉｎ?ｒｅａｒ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ??因此，在做风洞实验时需要给予汽车尾部足够的计算域，让尾流充分发展，而汽车??前部也需要留有足够的计算域模拟前端空气流动。因此设定汽车前部计算域为３倍车长，??汽车尾部的计算域为８倍车长。最后可得单车模拟的计算域示意图，如图２－４所示。在??做队列行驶时，只需将跟随车辆放置在头车后面，尾车距离出口边界的计算域依旧为８??倍车长。??图２－４单车计算域示意图??Ｆｉｇ．２－４?Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ?ｄｏｍａｉｎ?ｏｆ?ｏｎｅ－ｖｅｈｉｃｌｅ??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]网联车混合交通流渐进稳定性解析方法[J]. 王昊,秦严严. 哈尔滨工业大学学报. 2019(03)
[2]面向2020年无人驾驶的发展动向[J]. 王建萍. 汽车与配件. 2018(12)
[3]道路几何设计对IDM模型跟驰行为的影响[J]. 覃频频,裴世康,杨春兰,孟强,万千. 交通运输系统工程与信息. 2017(06)
[4]基于车辆个体特征的IDM模型研究[J]. 敬明,邓卫,刘志明,王昊. 交通信息与安全. 2012(05)
[5]车辆跟驰行为建模的回顾与展望[J]. 王殿海,金盛. 中国公路学报. 2012(01)
[6]高速汽车侧风稳定性研究[J]. 赵荣远,李梦静. 上海汽车. 2010(04)
[7]汽车驾驶人可靠性量化方法[J]. 喻丹,吴义虎,李佳佳,成海涛. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2009(04)
[8]格子Boltzmann方法的工程热物理应用[J]. 何雅玲,李庆,王勇,唐桂华. 科学通报. 2009(18)
[9]汽车外形对智能车辆队列行驶气动特性的影响[J]. 贺宝琴,吴允柱,傅立敏. 吉林大学学报(工学版). 2008(01)
[10]队列行驶车辆间距对气动特性的影响[J]. 傅立敏,贺宝琴,吴允柱,胡兴军,赖晨光. 汽车工程. 2007(05)
硕士论文
[1]汽车侧风气动特性及操稳性影响的研究[D]. 李尧.西南交通大学 2018
[2]侧向风及车间距对货车列队行驶影响分析[D]. 许香港.吉林大学 2016
[3]汽车弯道行驶瞬态气动特性数值模拟研究[D]. 顾庆童.吉林大学 2014
[4]小微型客车与厢式货车混合行驶时的气动特性研究[D]. 苑飞.山东大学 2014
[5]不同道路形式下重型商用车瞬态气动特性的数值模拟[D]. 李腾飞.吉林大学 2013
本文编号：2939428
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