基于Star-ccm+的SUV气动特性研究以及减阻优化

发布时间：2023-12-07 19:32

　　随着中国经济快速的发展,汽车保有量不断增加,节能减排和油价上涨成为我国必须面对的问题。汽车在行驶过程中有很大一部分的燃油消耗用于克服空气阻力,在降低油耗方面,发展新能源汽车和减小汽车阻力成为两种主要方式。受限于汽车动力电池的发展,新能源汽车发展不算成熟,所以在未来很长一段时间内,减小汽车阻力依然是解决上述问题的主要手段。按照减阻方式,可将汽车减阻分为造型减阻和附加装置减阻,而附加装置减阻对汽车气动性能的提高起着不可忽视的作用。本文以某SUV作为研究对象,首先在三维制图软件CATIA中对其进行建模,然后将其导入到模拟软件Star-ccm+中进行网格划分和仿真计算,最后对仿真结果进行后处理得到速度、压力以及湍动能云图。根据各种云图得出以下结论:为了降低汽车气动阻力,需要减小车身前后的压差阻力,而形成压差阻力的主要原因是车尾顶端、侧端以及底端气流在车尾发生分离且相互作用,形成了极其复杂的流场和涡流结构,尾涡伴随着能量发生损耗,增加了车身前后的压差阻力,不利于降低汽车的行驶阻力。通过对原车的模拟分析,得出了汽车阻力的主要来源,将其作为汽车在顶端、侧端以及底端分别附加装置的主要依据。在确定汽车不...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 汽车空气动力学国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 本章小结
第二章 SUV外流场模拟与分析
    2.1 数值模拟的理论基础
        2.1.1 数值模拟软件的介绍
        2.1.2 流体力学基本控制方程
        2.1.3 边界层
    2.2 SUV车型介绍
    2.3 计算域的确定
    2.4 网格划分
        2.4.1 体网格参数设定与生成
        2.4.2 轮胎接地网格处理
    2.5 边界条件以及求解过程参数设置
        2.5.1 物理模型的选择
        2.5.2 流场边界参数设定
    2.6 计算域收敛标准
    2.7 汽车外流场分析
        2.7.1 速度流场分析
        2.7.2 压力流场分析
        2.7.3 湍动能流场分析
    2.8 本章小结
第三章 车尾顶端附加装置优化设计
    3.1 车尾顶端附加装置模型参数化设计
    3.2 评价指标
    3.3 DOE实验设计
    3.4 近似模型
    3.5 优化算法
    3.6 结果分析
        3.6.1 压力对比分析
        3.6.2 湍动能对比分析
        3.6.3 速度对比分析
    3.7 本章小结
第四章 车尾底端附加装置优化设计
    4.1 车尾底端附加装置模型参数化设计
    4.2 DOE实验设计
    4.3 近似模型
    4.4 优化算法
    4.5 结果分析
        4.5.1 压力对比分析
        4.5.2 湍动能对比分析
        4.5.3 速度对比分析
    4.6 本章小结
第五章 车尾侧端附加装置优化设计
    5.1 车尾侧端附加装置模型参数化设计
    5.2 DOE实验设计
    5.3 近似模型
    5.4 优化算法
    5.5 结果分析
        5.5.1 压力对比分析
        5.5.2 湍动能对比分析
        5.5.3 速度对比分析
    5.6 组合优化
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果



本文编号：3870940