汽车随动尾翼行进提升机理与调控作用研究

发布时间：2017-07-13 18:00

  本文关键词：汽车随动尾翼行进提升机理与调控作用研究

  更多相关文章： 升力控制 前后对称尾翼 迎角 随动尾翼

【摘要】：针对汽车高速稳定性和节能减排两个问题,运用汽车空气动力学原理,建立汽车与尾翼的物理模型,通过数值模拟仿真,研究汽车随动尾翼调控升力的机理和规律,构造一种既可控制升力大小又可控制升力方向的新型汽车尾翼。所进行的主要工作内容有:(1)研究机翼产生升力的机理,得出尾翼产生负升力的两个因素。单独应用尾翼迎角这个因素在翼型数据库中找出一种阻力较小的上下对称翼型。对其单独进行仿真研究,得出它既能控制升力的大小又能控制升力的方向,并且它产生正负升力的能力是一样的。接着将它安装在模型汽车的尾部进行共同仿真,研究它在汽车尾部环境下控制升力的机理和性能。发现它在正迎角时,产生正升力能力下降,阻力增加;负迎角时产生负升力能力增加,阻力也增加这一规律。(2)结合机翼产生升力的两个因素构造出一种新的高性能尾翼,即前后对称尾翼。对其进行单独的仿真,研究它控制升力的机理和性能,发现它相对于上下对称翼型能产生更大的升力。将其装在汽车尾部进行联合仿真,研究它在汽车尾部调控升力的机理和性能。发现它调控升力的性能比上下对称尾翼优良。在前后对称尾翼的两端安装端板,仿真研究端板抗翼尖涡影响的效果,在实践中说明随动尾翼在调控汽车升力方面的应用。(3)对汽车和前后对称尾翼进行风洞实验,虽然实验结果和仿真结果有一定的误差,但是仍然能表明前后对称尾翼能较好的调控汽车升力。在30m/s以前汽车随动尾翼调控汽车升力的效果不是很明显,在30m/s以后汽车随动尾翼调控汽车升力的效果十分明显。
【关键词】：升力控制 前后对称尾翼 迎角 随动尾翼
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号说明10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题背景与意义12-15
• 1.1.1 课题背景12-13
• 1.1.2 汽车升力调控的研究目的和意义13-15
• 1.2 汽车气动升力控制技术的国内外研究现状15-17
• 1.3 存在的问题17
• 1.4 本文的主要思想和研究内容17-20
• 第2章 汽车空气动力及其CFD计算20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 汽车空气动力学基础20-22
• 2.2.1 汽车的气动六分力20-21
• 2.2.2 汽车的升力21-22
• 2.3 汽车空气动力计算流体力学基础22-28
• 2.3.1 流体力学控制方程22-23
• 2.3.2 汽车CFD中的物理模型23
• 2.3.3 汽车CFD中的网格23-25
• 2.3.4 CFD中的湍流模型25-27
• 2.3.5 CFD中的湍流参数设置27-28
• 2.4 模型汽车的CFD计算28-31
• 2.4.1 汽车的CFD模型28
• 2.4.2 汽车的流场域和网格划分28-30
• 2.4.3 计算和结果分析30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 上下对称随动尾翼升力调控的仿真分析32-52
• 3.1 引言32
• 3.2 现有的汽车尾翼32-34
• 3.2.1 机翼产生升力的原理32-34
• 3.2.2 现有的汽车固定尾翼和可变尾翼34
• 3.3 上下对称汽车尾翼34-38
• 3.3.1 上下对称汽车尾翼1的选择34-35
• 3.3.2 上下对称汽车尾翼的建模与计算35-36
• 3.3.3 计算结果和分析36-38
• 3.4 上下对称尾翼控制汽车升力的仿真研究38-46
• 3.4.1 15°迎角下汽车尾部尾翼调控升力的能力研究39-44
• 3.4.2 -15°迎角下汽车尾部尾翼调控升力的能力研究44-46
• 3.5 上下对称翼型246-50
• 3.6 本章小结50-52
• 第4章 前后对称随动尾翼升力调控的仿真分析52-68
• 4.1 引言52
• 4.2 前后对称翼型52-58
• 4.2.1 前后对称翼型的调控升力的原理52-53
• 4.2.2 前后对称翼型的设计过程53-54
• 4.2.3 前后对称翼型的仿真和分析54-58
• 4.3 前后对称尾翼在汽车尾部控制升力的仿真分析58-62
• 4.3.1 15°迎角下汽车尾部尾翼调控升力的能力研究58-60
• 4.3.2 -15°迎角下汽车尾部尾翼调控升力的能力研究60-62
• 4.4 带端板翼板在汽车尾部调控升力的仿真研究62-66
• 4.4.1 翼尖涡的分析和应对方法62-64
• 4.4.2 翼展方向上汽车尾部流场对翼板产生升力的影响64-65
• 4.4.3 增加尾翼端板后汽车和不同迎角尾翼的仿真结果和应用分析65-66
• 4.5 本章小结66-68
• 第5章 前后对称尾翼调控汽车升力的风洞实验68-78
• 5.1 引言68
• 5.2 实验及其辅助装置68-69
• 5.3 实验汽车模型和尾翼模型69-72
• 5.4 风洞测试72
• 5.5 测试结果和分析72-77
• 5.5.1 无尾翼汽车模型测试结果72-73
• 5.5.2 带8°尾翼汽车模型测试结果73-74
• 5.5.3 带0°尾翼汽车模型测试结果74
• 5.5.4 带-20°尾翼汽车模型测试结果74-75
• 5.5.5 各速度下三个迎角尾翼汽车模型的测试结果及其与仿真结果的对比75-77
• 5.6 本章小结77-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 创新点79
• 6.3 展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果86

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本文编号：537821