基于计算流体力学的汽车格栅风阻特性分析及其优化研究

发布时间：2023-01-15 19:08

　　随着近几年国内汽车行业的迅猛发展,能源危机、环境污染等社会问题日趋凸显,汽车节能减排迫在眉睫。汽车空气动力学研究兼顾节能、减排,因此风阻特性逐渐成为新车型开发的重要性能之一,各大主机厂纷纷不惜投入大量人力、资金,通过分析计算、风洞试验等方法,进行汽车的风阻特性研发。本文基于CFD（Computational Fluid Dynamics）仿真分析,建立详细的整车有限元模型进行风阻特性定量研究;研究的模型包含发动机舱内部散热系统模型,和散热系统对风阻的影响。优化分析针对汽车格栅的风阻特性而展开,除去整车建模外,研究的主要内容为:整车与格栅风阻特性及优化方法研究、风洞试验验证、仿真对标。本文以CFD仿真为主要研究手段,经过有限元建模、分析优化,完成对格栅风阻特性的仿真研究,得出风阻特性优化提升的确切方案和结论。然后,通过CFD仿真分析对研究方案展开理论应用分析,对比风阻系数优化前Cd=0.3336、优化后Cd=0.3287的变化,确认研究方案的降风阻作用ΔCd=4.9counts（1counts=0.001）。同时,经过CFD的后处理,通过对比、分析外流场压力以及速度云图的变化,确认优化效... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 论文选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 汽车风阻特性研究现状
        1.2.2 国内汽车格栅风阻特性研究现状
        1.2.3 国外汽车格栅风阻特性研究现状
    1.3 计算流体力学数值仿真(CFD)
    1.4 CFD的求解方程
    1.5 本文主要研究内容
第二章 整车风阻特性研究
    2.1 整车风阻特性研究的基本步骤和流程
    2.2 整车外流场建模
        2.2.1 整车风阻特性模型几何清理
        2.2.2 计算域设置
        2.2.3 面网格的生成
        2.2.4 体网格的生成
    2.3 模拟计算的条件设定
    2.4 整车风阻系数与可视化流场信息
        2.4.1 风阻系数值
        2.4.2 压力场信息可视化
        2.4.3 其他场信息可视化
    2.5 本章小结
第三章 格栅风阻特性研究与优化
    3.1 格栅封堵对风阻系数贡献量研究
    3.2 格栅及周围区域速度场研究
    3.3 格栅及周围区域压力场研究
    3.4 格栅封堵可行性研究
    3.5 格栅无效开孔区域封堵
        3.5.1 确定可优化的封堵区域
        3.5.2 格栅无效开孔区域封堵优化研究结果
        3.5.3 格栅风阻特性优化与散热性能平衡
    3.6 格栅及周围锐角结构风阻特性优化
    3.7 本章小结
第四章 格栅风阻特性优化试验验证
    4.1 试验条件
        4.1.1 试验地点
        4.1.2 试验仪器
    4.2 试验步骤
        4.2.1 外观检查
        4.2.2 调整车辆状态
        4.2.3 定义试验内容
        4.2.4 试验操作
    4.3 试验结果
    4.4 误差原因研究
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]空气动力套件对汽车气动性能影响的研究[J]. 张鹏程,苏小平.  机械设计与制造. 2015(05)
[2]某轿车气动特性的CFD分析及优化[J]. 张怀华,容江磊,郭建成.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2012(02)
[3]汽车底部结构对气动特性影响的数值仿真与实验研究[J]. 袁志群,谷正气,何忆斌,汪怡平,陈细军.  系统仿真学报. 2010(08)
[4]空气阻力与车身造型研究[J]. 丁岩,陈永光,李宁.  公路与汽运. 2008(02)
[5]改善汽车空气动力学性能的措施[J]. 陈振明,尹华鑫.  公路与汽运. 2007(05)
[6]CFD在汽车空气动力学研究中的应用[J]. 张建立,张国忠.  沈阳大学学报. 2006(04)
[7]汽车空气动力学与车身造型研究最新进展[J]. 张国忠,赖征海.  沈阳大学学报. 2005(06)
[8]汽车空气动力学数值仿真研究进展[J]. 张扬军,吕振华,徐石安,涂尚荣,丛艳吉.  汽车工程. 2001(02)
[9]CFD在汽车空气动力学研究中的应用[J]. 姜乐华,谷正气.  湖南大学学报(自然科学版). 1997(04)

博士论文
[1]基于仿真与试验的汽车风洞修正研究[D]. 张英朝.吉林大学 2010

硕士论文
[1]汽车外流场精确仿真与尾部凸起结构减阻控制研究[D]. 邵书鑫.吉林大学 2014
[2]轿车尾流场对尾气扩散特性影响的数值仿真[D]. 李修城.吉林大学 2014



本文编号：3731387