12米旅游客车气动特性分析与优化

发布时间：2017-09-13 10:46

  本文关键词：12米旅游客车气动特性分析与优化

  更多相关文章： 旅游客车 气动特性 造型参数 试验优化 后视镜造型设计

【摘要】：旅游客车具备速度高、迎风面广、载客量多及质量大的特点,高速行驶中其动力性、经济性、安全性和稳定性会不同程度地受到气动性能的影响。为提高客车的综合性能并加强市场竞争力,推动公共交通行业节能型发展,响应国家绿色出行、节能减排的号召,开展客车空气动力学研究具有十分重要的意义。本文采用数值分析和优化试验设计方法,对12米旅游客车的外流场开展气动特性分析和优化。研究内容主要包括:(1)探索局部造型参数对客车气动特性的影响规律。建立客车的简化模型,结合Ahmed模型风洞试验数据对数值模拟方案可行性进行论证,采用混合网格策略开展网格无关性分析。评估局部造型参数对客车气动阻力和升力系数影响,结合车身表面压强云图、速度云图和湍动能云图分析客车气动力系数发生变化的原因。结果表明:前顶弧、前侧弧、前扰流角和尾部风窗角增加时,客车气动阻力和升力系数分别降低和升高;尾部扰流角和底部上翘角增大时,客车气动升力降低,而气动阻力则分别呈现增大和降低的趋势。(2)开展客车降阻优化分析。为了得到客车风阻最小时的局部造型参数组合,采用正交试验设计方法对客车局部造型参数进行优化,借助极差分析法和方差分析法分析试验结果。结果表明:对客车气动阻力系数影响的显著性依次是:前侧弧前顶弧尾部扰流板角前扰流板角尾部风窗角尾部底部上翘角;客车气动阻力系数最小的造型参数组合是:前顶弧1000mm,前侧弧1000mm,前部扰流板角度8,尾部后扰流板角度-10,尾部风窗角20,尾部底部上翘角6。(3)基于客车气动特性提出后视镜造型设计准则。依据客车气动特性分析与优化结论,并综合考虑乘用空间、美学和造型风格等因素,设计一款客车模型分析其气动特性,评估4款不同细部特征后视镜对客车风阻的影响,提出造型总体设计准则。结果表明:后视镜镜体采用大曲面造型、圆弧过渡和对称布置;支架与镜体和支座平滑过渡;支座边缘圆弧过渡和减小横向伸出长度,可降低整车风阻。开展客车气动特性分析与优化研究,提出后视镜总体造型方案。为客车前期造型设计提供参考和指导,研究成果对提高客车经济性和降低排放具有切实的意义。
【关键词】：旅游客车 气动特性 造型参数 试验优化 后视镜造型设计
【学位授予单位】：厦门理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 研究方法11-14
• 1.3.1 理论分析11
• 1.3.2 试验研究11-13
• 1.3.3 数值分析13-14
• 1.4 研究内容14-16
• 第二章 客车气动力与数值分析基础16-25
• 2.1 客车气动六分力16-17
• 2.2 数值分析理论基础17-24
• 2.2.1 流体力学理论基础17-23
• 2.2.2 数值分析计算方法23-24
• 2.3 本章总结24-25
• 第三章 造型参数对客车气动特性影响25-43
• 3.1 数值分析基本假设及分析流程25
• 3.2 客车数值仿真方案验证25-28
• 3.3 客车数值仿真分析流程28-31
• 3.3.1 几何模型和计算域28-29
• 3.3.2 客车有限元模型29-30
• 3.3.3 边界条件30
• 3.3.4 网格无关性分析30-31
• 3.4 局部参数对客车客车气动特性影响31-42
• 3.4.1 前顶弧半径R_1对客车气动特性的影响31-33
• 3.4.2 前侧弧半径R_2对客车气动特性的影响33-34
• 3.4.3 前扰流板角度α对客车气动特性的影响34-36
• 3.4.4 尾部底部上翘角γ 对客车气动特性的影响36-38
• 3.4.5 尾部风窗角θ对客车气动特性的影响38-40
• 3.4.6 尾部扰流板角度β对客车气动特性的影响40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 客车气动特性优化43-52
• 4.1 正交试验设计理论基础43-46
• 4.1.1 试验方案设计44
• 4.1.2 试验结果分析44-46
• 4.2 正交试验设计46-48
• 4.3 试验结果分析48-50
• 4.3.1 极差分析48-49
• 4.3.2 方差分析49-50
• 4.4 本章总结50-52
• 第五章 基于气动特性的客车后视镜造型方案研究52-60
• 5.1 某客车气动特性分析52-55
• 5.1.1 几何模型和计算域52-53
• 5.1.2 有限元建模53
• 5.1.3 边界条件53
• 5.1.4 结果分析53-55
• 5.2 客车后视镜造型分析55-59
• 5.2.1 后视镜方案描述55-56
• 5.2.2 计算结果与分析56-59
• 5.3 本章总结59-60
• 第六章 全文总结60-62
• 6.1 研究内容与结论60-61
• 6.2 创新点61
• 6.3 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 个人简历66

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本文编号：843264