基于CFD的电动汽车空气动力学仿真分析和优化研究
发布时间：2021-08-08 15:07
在电动汽车的推广中,面对其续航能力不足的缺点,人们对于选择电动汽车存在一定的疑虑。论文针对纯电动汽车车身,开展空气动力学仿真分析和气动造型优化研究,以优化车身外形,降低汽车的气动阻力,减少能量消耗,增强电动汽车的续航能力。本课题包含以下主要研究内容:首先,论文讨论了汽车外流场仿真分析方法,建立了汽车外流场有限元仿真模型并进行了数值模拟。通过剖析汽车外流场的流动情况和车身表面压力、车身附近湍流动能分布等细节,以获得汽车外流场空气动力学的主要特性,为后续研究汽车车身形状对于汽车气动性能的影响,以及车身外形优化和减阻奠定了基础。其次,论文讨论了车身气动造型优化方法,包括如下内容:针对车身曲面难以参数化的问题,提出了基于STL格式文件的车身自由变形技术,通过编程实现了车身曲面的参数化。基于自由变形参数化技术,建立了一套车身气动造型优化流程:选取合适的控制点为优化设计变量,采用拉丁超立方抽样,对实验抽取的样本点进行车身的自由变形并进行CFD仿真获取对应的响应,基于样本点及其响应建立了KRIGING代理模型并验证所建立代理模型的精度,利用遗传算法对所建立的代理模型进行全局最优解的搜索。在建立的车身...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气动力与气动力矩示意图
第二章 汽车外流场特性及数值模拟处理。建立了汽车外流场有限元仿真模型，并进行了数值模拟计算和后处理分析。2.3.1汽车几何模型的建立及网格划分本文所用的汽车模型是参照某款电动汽车，以其三视图按比例 1:5，利用三维软件 UG 进行逆向建模建立的，如图 2-2 所示。
第二章 汽车外流场特性及数值模拟网格质量将非常差，严重影响有限元仿真的精度，甚至于计算不收敛。故对车轮与地面接触的地方拉伸出凸台，保证网格顺利划分，这样处理还可以模拟汽车在行驶中因为车身自重而使车胎变形的情形，使之更接近实际情况。简化后的汽车模型能降低划分网格的难度，同时提高了网格质量。简化和处理后的车身模型如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车时代开启[J]. 艾冰,CFP. 企业观察家. 2017(10)
[2]基于自由变形技术的汽车气动减阻优化[J]. 汪怡平,王涛,黎帅. 机械工程学报. 2017(09)
[3]Aerodynamic drag reduction of heavy vehicles using append devices by CFD analysis[J]. Mehrdad khosravi,Farshid Mosaddeghi,Majid Oveisi,Ali Khodayari Bavil. Journal of Central South University. 2015(12)
[4]网格质量评价指标对汽车外流场模拟结果影响的研究[J]. 谷正气,赵万东,张勇,魏洪桢. 汽车工程. 2015(11)
[5]驾乘需求推动汽车不断变革（六）——车身遮风避雨 有效减小阻力[J]. 朱健. 汽车与安全. 2014(08)
[6]基于SAE模型非光滑表面对气动减阻的影响[J]. 杨易,范光辉,聂云,徐永康,谷正气. 机械科学与技术. 2014(04)
[7]FFD方法在气动优化设计中的应用[J]. 王丹,白俊强,黄江涛. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(03)
[8]中国低碳试点省份经济增长与碳排放关系研究[J]. 刘竹,耿涌,薛冰,付加锋,唐笑飞. 资源科学. 2011(04)
[9]基于多岛遗传算法的湍流模型优化研究[J]. 宋昕,谷正气,张清林,张海峰. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]全局变形法在实车气动减阻中的运用[J]. 江涛,谷正气,杨易,容江磊. 汽车工程. 2011(01)
博士论文
[1]汽车外流场湍流模型与菱形新概念车气动特性的研究[D]. 吴军.湖南大学 2005
硕士论文
[1]基于Kriging模型的全局优化方法研究[D]. 邹林君.华中科技大学 2011
[2]微型客车外流场数值模拟[D]. 陈振明.重庆交通大学 2008
本文编号：3330181
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气动力与气动力矩示意图
第二章 汽车外流场特性及数值模拟处理。建立了汽车外流场有限元仿真模型，并进行了数值模拟计算和后处理分析。2.3.1汽车几何模型的建立及网格划分本文所用的汽车模型是参照某款电动汽车，以其三视图按比例 1:5，利用三维软件 UG 进行逆向建模建立的，如图 2-2 所示。
第二章 汽车外流场特性及数值模拟网格质量将非常差，严重影响有限元仿真的精度，甚至于计算不收敛。故对车轮与地面接触的地方拉伸出凸台，保证网格顺利划分，这样处理还可以模拟汽车在行驶中因为车身自重而使车胎变形的情形，使之更接近实际情况。简化后的汽车模型能降低划分网格的难度，同时提高了网格质量。简化和处理后的车身模型如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车时代开启[J]. 艾冰,CFP. 企业观察家. 2017(10)
[2]基于自由变形技术的汽车气动减阻优化[J]. 汪怡平,王涛,黎帅. 机械工程学报. 2017(09)
[3]Aerodynamic drag reduction of heavy vehicles using append devices by CFD analysis[J]. Mehrdad khosravi,Farshid Mosaddeghi,Majid Oveisi,Ali Khodayari Bavil. Journal of Central South University. 2015(12)
[4]网格质量评价指标对汽车外流场模拟结果影响的研究[J]. 谷正气,赵万东,张勇,魏洪桢. 汽车工程. 2015(11)
[5]驾乘需求推动汽车不断变革（六）——车身遮风避雨 有效减小阻力[J]. 朱健. 汽车与安全. 2014(08)
[6]基于SAE模型非光滑表面对气动减阻的影响[J]. 杨易,范光辉,聂云,徐永康,谷正气. 机械科学与技术. 2014(04)
[7]FFD方法在气动优化设计中的应用[J]. 王丹,白俊强,黄江涛. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(03)
[8]中国低碳试点省份经济增长与碳排放关系研究[J]. 刘竹,耿涌,薛冰,付加锋,唐笑飞. 资源科学. 2011(04)
[9]基于多岛遗传算法的湍流模型优化研究[J]. 宋昕,谷正气,张清林,张海峰. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]全局变形法在实车气动减阻中的运用[J]. 江涛,谷正气,杨易,容江磊. 汽车工程. 2011(01)
博士论文
[1]汽车外流场湍流模型与菱形新概念车气动特性的研究[D]. 吴军.湖南大学 2005
硕士论文
[1]基于Kriging模型的全局优化方法研究[D]. 邹林君.华中科技大学 2011
[2]微型客车外流场数值模拟[D]. 陈振明.重庆交通大学 2008
本文编号：3330181
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