车轮旋转对DrivAer模型气动阻力的影响研究

发布时间：2021-08-19 23:45

　　随着我国科技的发展,汽车已经成为人们生活所必需的交通工具。汽车车轮附近的流动状态是汽车空气动力学研究的重点,在车轮的空气动力学研究当中,车轮的运动状态是其中最为主要的问题,车轮旋转将会影响到评价汽车空气动力学性能的好坏,车轮旋转对整车的气动力、噪声、热管理和水管理等方面都有极大的影响。虽然现有多种方法可以在仿真中实现车轮旋转,但每种方法各有优劣且不能满足当下汽车空气动力学需求。因此分析汽车车轮旋转方法的优异,找到更符合实际运动的仿真方法,并研究车轮旋转对汽车气动阻力的影响,具有非常重要的意义。本文基于CFD仿真方法,利用计算流体力学软件STAR-CCM+,对旋转车轮附近的流场进行研究。主要研究内容如下:（1）首先计算圆柱旋转,研究物体旋转影响流场的机理:旋转会改变分离点的位置,影响模型前后压力差,改变流场结构。（2）然后以单个车轮和快背式DrivAer模型为研究对象,通过风洞试验PIV技术探索旋转对流场结构的影响,研究发现单个车轮旋转时,尾部无规则湍流运动变得更具规律性;整车车轮旋转时,车尾旋涡变小并且旋涡位置向后移动。（3）其次研究不同旋转方法的区别,对比分析旋转壁面（Rotatin... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1日产

第1章绪论1第1章绪论1.1研究背景及意义随着经济和科技的发展，汽车作为交通工具和运输工具等，已经成为当代的必需品，中国已经连续10年成为全球最大的汽车生产国和第一大新车市场[1]。汽车正朝着电动化、共享化、智能化、网联化四大方向发展，但同时能源与环境问题逐渐受到重视。通过研究发现车速在80km/h，空气阻力与滚动阻力相等，当车速到达150km/h，空气阻力是滚动阻力的2~3倍[2]。可见空气动力学对汽车起着至关重要的作用，良好的空气动力学性能无论对传统燃油车还是对电动汽车来说都具有重要意义，比如降低阻力减少能源消耗、增加下压力保证汽车操稳性、优化零件降低风噪提供舒适的乘坐环境等。整车气动阻力分为压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、内流阻力、干扰阻力等，不同零部件产生的阻力所占比例也有所不同，车轮附近的空气阻力占整车阻力的30%左右[3]。目前高校与企业针对车轮降低气动阻力已经提出过许多方法，主要分为被动和主动减阻方式，被动方式通过改变轮辐的形状，在车轮前部增加导流板，增加前保险杠通孔等方式，主动方式汽车通过输入能量主动改变轮辐的形状，根据需要随时改变形状，或者增加射流和等离子体方式等，如图1.1所示。图1.1日产和奔驰的车轮车轮是整车唯一与地面接触的零部件，驱动力以及制动力等都将通过车轮实现，车轮的性能对整车性能的表现起着至关重要的作用。从汽车空气动力学角度来讲，车轮不仅影响整车的气动力同时还涉及机舱热管理、刹车热管理、车轮涉水、整车车身表面污染、侧窗气动噪声以及新能源汽车轮毂电机热管理等方面。现阶段无论是对于车轮还是

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