商用车导流罩气动弹性问题数值仿真研究

发布时间：2023-03-05 12:50

　　随着石油资源不断减少和汽车技术的不断发展,节能减排、降低油耗已经成为整个汽车行业不断追求的目标。导流罩是商用车非常重要的气动减阻附件,越来越多的应用在各大汽车品牌的车型中。引起导流罩变形或振动的激励源有很多,包括路面的激励,发动机的激励,以及气流的激励等,目前汽车工程师在工程实践中往往忽略气动载荷的影响,但是随着轻量化的发展,汽车零部件(包括导流罩)重量越来越小,重量的减小降低了导流罩的刚度,而汽车行驶速度越来越高,致使导流罩对气动载荷越发敏感。因此有必要使用流固耦合方法研究导流罩在气动载荷作用下的气动弹性问题。本文研究内容主要包括以下三个部分:第一,采用CSE数据引擎实现了基于ALE方法的Star-ccm+和ABAQUS软件数据交换,成功实现了双向流固耦合仿真。研究了平板的涡激振动现象,在不同雷诺数工况下的尾流中均观察到了“卡门涡街”,周期性脱落的旋涡使得平板表面压力和平板受到的扭矩发生周期性变化,相较于刚性平板,由于耦合作用,弹性平板的旋涡脱落频率和斯特罗哈数均较大,当旋涡脱落频率等于平板第二阶固有频率,即扭矩的变化频率等于平板第二阶固有频率时,发生共振,振幅剧增。第二,研究了不同...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文研究方法
    1.5 本章小结
第2章 流固耦合数值仿真方法理论基础
    2.1 流体数值仿真理论
    2.2 固体结构数值仿真理论
    2.3 流固耦合数值仿真理论
        2.3.1 流固耦合问题的分类
        2.3.2 关键性理论
    2.4 流固耦合数据交换引擎
    2.5 本章小结
第3章 平板气动弹性问题数值仿真研究
    3.1 刚性平板外流场数值仿真
        3.1.1 流体模型
        3.1.2 计算结果与分析
    3.2 弹性平板气动弹性问题数值仿真
        3.2.1 双向流固耦合简介
        3.2.2 固体模型
        3.2.3 模态分析
        3.2.4 数值仿真结果与分析
    3.3 本章小结
第4章 商用车侧导流罩气动弹性问题研究
    4.1 导流罩减阻机理简介
    4.2 仿真模型的建立
        4.2.1 流体模型
        4.2.2 固体模型
    4.3 模态分析
    4.4 计算结果与讨论
        4.4.1 流场特性分析
        4.4.2 结构响应分析
    4.5 不同结构形式对结构响应的影响
        4.5.1 单自由度正方形板刚度计算
        4.5.2 不同形状对结构响应的影响
        4.5.3 工程上的结构改进
    4.6 本章小结
第5章 顶部导流罩气动弹性问题研究
    5.1 仿真模型的建立
    5.2 模态分析
    5.3 计算结果与讨论
        5.3.1 流场特性分析
        5.3.2 结构响应分析
    5.4 顶部导流罩结构尺寸优化
        5.4.1 尺寸优化流程
        5.4.2 尺寸优化结果
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3756226