后扰流板流场研究及计算机建模仿真

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近年来我国汽车拥有量飞速增长,给交通和能源造成了巨大压力。大力推进能耗小、排放少、安全性高的“国民车”是我国目前汽车发展的方向。为缓解能源危机,减轻车重成为行之有效的节能方式之一。国外的研究也表明,汽车自重减少10%,油耗就会下降7%。如果一辆轿车自重减轻330~400kg,那么油耗会降低20%。与20年前相比,国外汽车自身质量已经减小了20%~26%<[1]>。 但重量的减轻对车辆行驶的安全性、稳定性造成了不良的影响。特别是车辆在以较高速度行驶时,汽车受气动升力的影响,附着力明显下降,轮胎与地面间摩擦力的降低使得转向轮“发飘”驱动轮“打滑”,严重威胁汽车的安全操作性能。 另外,对一个基本钝体的车体来说,85%的阻力为汽车前后流场中的正压区和负压区产生的压差阻力,15%为摩擦阻力。在压差阻力中,车前部仅占9%<[4]>。为了改善汽车的空气动力学特性,我们将从改善汽车尾部流场,提高负压区的压力,降低汽车气动升力入手。 因此,在不对汽车本身外形作改动的情况下,通过附加后扰流板,并对其恰当的调整以改善汽车的空气动力学性能,是一个有益的尝试。本文通过对比不同速度范围内,扰流板所在不同角度条件下,气动参数的变化,和流场流线的不同,给出在相应条件下最佳的扰流板安装攻角的建议。研究过程主要以计算机建模仿真为主。其中使用UG建立研究对象的几何模型,使用ICEM CFD对所建立的几何模型进行网格划分,最后导入FLUENT进行汽车外流场和尾部流场的分析计算。通过比较最终结果,得出在不同速度范围内,后扰流板最佳攻角位置的结论。
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