节能电车车身优化设计及仿真

发布时间：2022-10-11 16:11

　　随着近年来我国汽车工业的飞速发展,但随之也带来了一系列问题,如能源短缺、环境污染、严重的交通事故等。因此开发节能环保的汽车成为了现代汽车研发的一个趋势。本次研究是以中北大学的致远车队参加Honda节能竞技大赛为背景,对节能电车的车身为研究对象,结合空气动力学对车身设计及优化,来达到减小空气阻力,同时设计出符合车身外壳的车架,为下一届比赛提供一定的理论基础。对空气动力学进行阐述,并对行驶在道路上的车辆进行受力分析,得到空气动力学对车辆的动力性有着重要的作用。结合通过观察大赛车辆的外形结构,查阅相关资料,使用CATIA软件设计出两组不同的车身模型,模型的差异在于驾驶舱以及车身最高处的位置不同。随后对车身进行了CFD模拟风洞实验。使用ICEM CFD软件绘制模型的计算域,通过对模型拓扑检查后,对模型进行网格划分,通过合理的设置参数,得到压力云图、速度矢量图等可视化结果。通过分析比对,选择空气阻力值最小的作为最优模型,通过分析最优模型,设定优化方案,对车身的高度进行适当调整,减小车窗前倾角角度,对车身前端进行圆滑处理。对优化模型进行再次模拟仿真,通过对比仿真数据,优化车身的阻力值减小1.51N... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题背景及意义
    1.3 节能电车的简介
    1.4 国内外研究状况
        1.4.1 国外研究状况
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文的研究内容
    1.6 本章小结
2 空气动力学特性概述
    2.1 汽车空气动力学简述
    2.2 汽车动力学
    2.3 空气动力学对赛车性能的影响
        2.3.1 气动升力
        2.3.2 气动阻力
        2.3.3 空气阻力对最高车速的影响
        2.3.4 空气阻力对续航里程的影响
    2.4 车辆空气动力学测评方法及特点
    2.5 本章小结
3.外流场数值模拟的理论基础
    3.1 基本控制方程
    3.2 湍流模型介绍及选择
    3.3 数值计算方法
    3.4 本章小结
4 节能电车外流场模拟分析
    4.1 Fluent简介
    4.2 FLUENT数值算法
        (1)非耦合隐式算法
        (2)耦合显式算法
        (3)耦合隐式算法
    4.3 外流场模拟分析基本流程
        4.3.1 三维模型的建立
        4.3.2 建立车身计算域
        4.3.3 网格划分
        4.3.4 前处理设置
            (1)读取网格文件
            (2)选择湍流模型
            (3)设置边界条件
        4.3.5 计算求解
    4.4 模型对比
    4.5 基于模型的优化设计
    4.6 模型优化结果
    4.7 总结
5 节能车车架的设计及仿真
    5.1 节能车架的设计
        5.1.1 车架材料的选择
        5.1.2 车架的选择
        5.1.3 车架建模
    5.2 对模型进行仿真
        5.2.1 网格划分
        5.2.2 加载方案
        5.2.3 车架静力学分析
        5.2.4 转弯工况分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 对未来的展望
参考文献
致谢



本文编号：3690878