轮胎花纹对整车气动特性影响的等效方法研究

发布时间：2021-03-07 21:10

　　本文基于LBM方法,首先计算了旋转条件下具有详细花纹外形的车轮的气动特性,然后将轮胎花纹简化为纵向沟槽,利用不同表面粗糙度系数值等效详细花纹外形的气动效应,计算旋转条件下的外形简化车轮的瞬态外流场特性。对比分析了两种外形车轮的流场分布特性和气动力发展结果,以及表面粗糙度系数值对气动特性的影响,获得了能够准确反映详细车轮花纹气动效应的表面粗糙度系数值,据此对整车瞬态外流场进行了数值计算,将结果与风洞实验值进行对比,一致性较好并且计算精度较高。该方法确定了较为合理的等效表面粗糙度系数值,对车轮旋转条件下的整车瞬态空气动力特性进行了较为准确的模拟,简化了处理轮胎详细几何的复杂程度,计算效率得到提高。 

【文章来源】：汽车科技. 2020,(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1 两种车轮几何外形

取足够大的计算域边界，尽量减小计算域边界对车轮绕流的影响。应用滑移网格方法计算详细花纹轮胎的气动力特性，做为表面粗糙度简化轮胎计算结果的目标值。对于纵向沟槽轮胎的外流场计算，应用滑移网格计算轮辋部分的外流场，应用移动壁面技术实现轮胎部分的转动模拟，并对轮胎表面施加不同的表面粗糙度，以模拟详细花纹对气动特性的影响，滑移网格设置区域如图2所示，左侧为详细花纹轮胎，右侧为纵向沟槽轮胎。计算设置轮胎边缘转动线速度为140km/h。2 数值方法

气动力计算结果如表1所示，共进行了6个工况的计算，第1个工况为详细几何花纹轮胎，其余5个工况为纵向沟槽轮胎，并分别在轮胎表面设置数值为0/1/2/4/6的表面粗糙度值（用SR表示）。从表1和图3可以看出，表面粗糙度SR=1时，气动阻力和阻力系数计算结果与详细花纹轮胎计算结果整体最为接近，其中阻力差别为0.13N，阻力系数差别为0.0001。SR=0时，侧向力和侧向力系数与详细花纹轮胎最为接近，SR=6时，升力和升力系数与详细花纹轮胎最为接近。考虑到气动阻力特性是目前新车型气动开发中最为关注的气动性能，因此选择表面粗糙度SR=1对整车气动特性进行模拟。


本文编号：3069810