基于AMC双向耦合的超会车工况汽车高速气动稳定性研究
发布时间：2023-01-15 21:35
汽车在超车与会车时形成的周围流场分布复杂,且变化剧烈,相互干涉在车身上的瞬态气动载荷变化也很快,对汽车的高速气动稳定性造成影响。同时,随着汽车产业的快速发展,轻量化得到进一步重视,这也将导致汽车高速失稳的问题更加普遍与严峻,因此使得汽车高速气动稳定性的重要性更加突出。但是以往国内外对于汽车超会车工况的气动稳定性仿真研究,大多局限在汽车空气动力学方面,而实际汽车行驶轨迹和车身姿态的变化会对气动载荷造成影响。为了透彻地研究汽车在超会车工况下的气动稳定性,本文建立了空气动力学和多体系统动力学耦合（Aerodynamics and Multi-body Dynamics Coupling,缩写为AMC）的双向耦合分析系统,探讨轿车和客车在不同工况下超会车时的气动稳定性,具有重要的工程应用价值。本文主要研究内容如下:1.对比研究了不同的数值模拟网格策略,采用重叠网格方法基于软件Star-CCM+建立了空气动力学模型,并通过轿车的风洞试验为仿真方案的验证提供实验数据。然后利用软件Adams/Car建立了汽车多体动力学虚拟样机,并证明了该模型在气动作用下的鲁棒性。2.研究了软件Star-CCM+与A...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 汽车超车与会车工况下高速气动稳定性概述
1.3 汽车超车与会车工况研究现状
1.3.1 汽车超会车工况气动稳定性实验研究现状
1.3.2 汽车超会车工况气动稳定性仿真研究现状
1.4 基于空气动力学和系统动力学耦合研究的研究现状
1.5 本文研究内容
第2章 空气动力学与多体动力学基础研究
2.1 汽车空气动力学数值模拟基础
2.1.1 基本控制方程
2.1.2 SST-IDDES控制方程
2.2 数值模拟网格策略研究
2.2.1 动网格策略分析
2.2.2 重叠网格方法机理概述
2.2.3 基于重叠网格数值模拟方案建立
2.3 汽车风洞试验
2.4 汽车多体动力学建模
2.4.1 多体动力学控制方程
2.4.2 整车多体动力学建模
2.5 汽车多体动力学模型鲁棒性分析
2.6 本章小结
第3章 基于Star-CCM+-Adams/Car的 AMC方法研究
3.1 汽车高速气动稳定性单双向耦合研究
3.1.1 Star-CCM+控制策略
3.1.2 Adams/Car控制策略
3.1.3 Star-CCM+和Adams/Car的数据传递方法
3.1.4 基于Star-CCM+与Adams/Car的 AMC控制策略
3.2 自然风模型及加载方式研究
3.2.1 脉动自然风研究
3.2.2 随机自然风模型研究
3.2.3 侧风加载方式
3.3 自然侧风下单双向耦合对比研究
3.4 本章小结
第4章 基于双向耦合的超车工况气动稳定性研究
4.1 超车工况下气动稳定性影响因素分析
4.2 超车工况下汽车高速气动稳定性数值模拟
4.2.1 超车工况数值模型建立
4.2.2 计算域和网格方法
4.2.3 超车工况下的气动瞬态模拟验证
4.3 横向间距对超车工况下的气动稳定性影响
4.3.1 横向间距对超车工况下气动特性的影响
4.3.2 横向间距对超车工况下运动特性的影响
4.4 速度对超车工况下的气动稳定性影响
4.5 自然侧风对超车工况下的气动稳定性影响
4.6 变道超车工况下的气动稳定性研究
4.7 本章小结
第5章 基于双向耦合的会车工况气动稳定性研究
5.1 会车工况下气动稳定性影响因素分析
5.2 会车工况下汽车高速气动稳定性数值模拟
5.2.1 会车工况数值模型建立
5.2.2 计算域和网格方法
5.3 横向间距对会车工况下的气动稳定性影响
5.3.1 横向间距对会车工况下气动特性的影响
5.3.2 横向间距对会车工况下运动特性的影响
5.4 速度对会车工况下的气动稳定性影响
5.4.1 不同相对速度对会车工况下的气动稳定性影响
5.4.2 不同绝对速度对会车工况下的气动稳定性影响
5.5 自然侧风对会车工况下的气动稳定性影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]侧风下汽车会车气动特性数值分析[J]. 罗建斌,吴量,苗明达,黄煜. 广西科技大学学报. 2018(02)
[2]汽车侧风稳定性动态耦合方法研究[J]. 罗泽轩,谷正气,黄泰明,丰成杰,李舒雅. 中国机械工程. 2018(07)
[3]基于双向耦合方法的汽车侧风稳定性研究[J]. 罗泽轩,谷正气,丰成杰,黄泰明,李舒雅. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]速度和间距对弯道会车瞬态气动特性的影响[J]. 王靖宇,于旭涛,惠政,胡兴军. 江苏大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]基于风洞试验与CFD分析的汽车前后轴气动升力计算的研究[J]. 张勇,谷正气,刘水长,米承继. 汽车工程. 2017(03)
[6]底部结构对轿车侧风气动特性的影响分析[J]. 袁志群,谷正气,杨明智,彭倩,刘显贵. 汽车工程. 2017(01)
[7]车身俯仰运动对气动升力的影响[J]. 黄泰明,谷正气,陈阵,文琪,罗泽轩. 中国公路学报. 2017(01)
[8]不同波长瞬态侧风对汽车气动性能影响分析[J]. 黄泰明,谷正气,丰成杰,陈阵. 中国机械工程. 2016(22)
[9]会车瞬态气动特性对操纵稳定性的影响[J]. 王靖宇,惠政,于旭涛,胡兴军. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(11)
[10]汽车侧风稳定性的双向耦合方法研究[J]. 谷正气,丰成杰,陈阵,黄泰明,谭鹏. 北京理工大学学报. 2016(09)
博士论文
[1]汽车气动升力及其对直线行驶能力影响的研究[D]. 宋昕.湖南大学 2012
[2]重型半挂厢式货车高速侧风气动稳定性分析与优化[D]. 龚旭.湖南大学 2011
[3]轿车超过大型运输车的数值模拟研究[D]. 扶原放.吉林大学 2006
硕士论文
[1]基于AMC双向耦合方法的汽车侧风稳定性研究[D]. 李舒雅.湖南大学 2018
[2]弯道会车的瞬态气动特性研究[D]. 王保玉.吉林大学 2016
[3]基于气动与系统动力双向耦合的汽车侧风稳定性研究[D]. 丰成杰.湖南大学 2016
[4]复杂工况下汽车空气动力特性的数值模拟研究[D]. 满超.重庆理工大学 2015
[5]会车过程的气动特性研究[D]. 郑涛.东北大学 2011
[6]基于重叠网格的变道超车气动特性动态模拟研究[D]. 张志.吉林大学 2011
[7]计及侧风的某跑车高速气动稳定性研究[D]. 孙露.湖南大学 2011
[8]变道超车过程的CFD数值模拟研究[D]. 张苗.上海交通大学 2011
[9]复杂行驶工况下汽车高速气动特性研究[D]. 黄泰明.湖南大学 2008
[10]会车过程的空气动力特性研究[D]. 李玉虎.吉林大学 2006
本文编号：3731515
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 汽车超车与会车工况下高速气动稳定性概述
1.3 汽车超车与会车工况研究现状
1.3.1 汽车超会车工况气动稳定性实验研究现状
1.3.2 汽车超会车工况气动稳定性仿真研究现状
1.4 基于空气动力学和系统动力学耦合研究的研究现状
1.5 本文研究内容
第2章 空气动力学与多体动力学基础研究
2.1 汽车空气动力学数值模拟基础
2.1.1 基本控制方程
2.1.2 SST-IDDES控制方程
2.2 数值模拟网格策略研究
2.2.1 动网格策略分析
2.2.2 重叠网格方法机理概述
2.2.3 基于重叠网格数值模拟方案建立
2.3 汽车风洞试验
2.4 汽车多体动力学建模
2.4.1 多体动力学控制方程
2.4.2 整车多体动力学建模
2.5 汽车多体动力学模型鲁棒性分析
2.6 本章小结
第3章 基于Star-CCM+-Adams/Car的 AMC方法研究
3.1 汽车高速气动稳定性单双向耦合研究
3.1.1 Star-CCM+控制策略
3.1.2 Adams/Car控制策略
3.1.3 Star-CCM+和Adams/Car的数据传递方法
3.1.4 基于Star-CCM+与Adams/Car的 AMC控制策略
3.2 自然风模型及加载方式研究
3.2.1 脉动自然风研究
3.2.2 随机自然风模型研究
3.2.3 侧风加载方式
3.3 自然侧风下单双向耦合对比研究
3.4 本章小结
第4章 基于双向耦合的超车工况气动稳定性研究
4.1 超车工况下气动稳定性影响因素分析
4.2 超车工况下汽车高速气动稳定性数值模拟
4.2.1 超车工况数值模型建立
4.2.2 计算域和网格方法
4.2.3 超车工况下的气动瞬态模拟验证
4.3 横向间距对超车工况下的气动稳定性影响
4.3.1 横向间距对超车工况下气动特性的影响
4.3.2 横向间距对超车工况下运动特性的影响
4.4 速度对超车工况下的气动稳定性影响
4.5 自然侧风对超车工况下的气动稳定性影响
4.6 变道超车工况下的气动稳定性研究
4.7 本章小结
第5章 基于双向耦合的会车工况气动稳定性研究
5.1 会车工况下气动稳定性影响因素分析
5.2 会车工况下汽车高速气动稳定性数值模拟
5.2.1 会车工况数值模型建立
5.2.2 计算域和网格方法
5.3 横向间距对会车工况下的气动稳定性影响
5.3.1 横向间距对会车工况下气动特性的影响
5.3.2 横向间距对会车工况下运动特性的影响
5.4 速度对会车工况下的气动稳定性影响
5.4.1 不同相对速度对会车工况下的气动稳定性影响
5.4.2 不同绝对速度对会车工况下的气动稳定性影响
5.5 自然侧风对会车工况下的气动稳定性影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]侧风下汽车会车气动特性数值分析[J]. 罗建斌,吴量,苗明达,黄煜. 广西科技大学学报. 2018(02)
[2]汽车侧风稳定性动态耦合方法研究[J]. 罗泽轩,谷正气,黄泰明,丰成杰,李舒雅. 中国机械工程. 2018(07)
[3]基于双向耦合方法的汽车侧风稳定性研究[J]. 罗泽轩,谷正气,丰成杰,黄泰明,李舒雅. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]速度和间距对弯道会车瞬态气动特性的影响[J]. 王靖宇,于旭涛,惠政,胡兴军. 江苏大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]基于风洞试验与CFD分析的汽车前后轴气动升力计算的研究[J]. 张勇,谷正气,刘水长,米承继. 汽车工程. 2017(03)
[6]底部结构对轿车侧风气动特性的影响分析[J]. 袁志群,谷正气,杨明智,彭倩,刘显贵. 汽车工程. 2017(01)
[7]车身俯仰运动对气动升力的影响[J]. 黄泰明,谷正气,陈阵,文琪,罗泽轩. 中国公路学报. 2017(01)
[8]不同波长瞬态侧风对汽车气动性能影响分析[J]. 黄泰明,谷正气,丰成杰,陈阵. 中国机械工程. 2016(22)
[9]会车瞬态气动特性对操纵稳定性的影响[J]. 王靖宇,惠政,于旭涛,胡兴军. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(11)
[10]汽车侧风稳定性的双向耦合方法研究[J]. 谷正气,丰成杰,陈阵,黄泰明,谭鹏. 北京理工大学学报. 2016(09)
博士论文
[1]汽车气动升力及其对直线行驶能力影响的研究[D]. 宋昕.湖南大学 2012
[2]重型半挂厢式货车高速侧风气动稳定性分析与优化[D]. 龚旭.湖南大学 2011
[3]轿车超过大型运输车的数值模拟研究[D]. 扶原放.吉林大学 2006
硕士论文
[1]基于AMC双向耦合方法的汽车侧风稳定性研究[D]. 李舒雅.湖南大学 2018
[2]弯道会车的瞬态气动特性研究[D]. 王保玉.吉林大学 2016
[3]基于气动与系统动力双向耦合的汽车侧风稳定性研究[D]. 丰成杰.湖南大学 2016
[4]复杂工况下汽车空气动力特性的数值模拟研究[D]. 满超.重庆理工大学 2015
[5]会车过程的气动特性研究[D]. 郑涛.东北大学 2011
[6]基于重叠网格的变道超车气动特性动态模拟研究[D]. 张志.吉林大学 2011
[7]计及侧风的某跑车高速气动稳定性研究[D]. 孙露.湖南大学 2011
[8]变道超车过程的CFD数值模拟研究[D]. 张苗.上海交通大学 2011
[9]复杂行驶工况下汽车高速气动特性研究[D]. 黄泰明.湖南大学 2008
[10]会车过程的空气动力特性研究[D]. 李玉虎.吉林大学 2006
本文编号：3731515
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