轿车气动性能试验与仿真分析研究

《轿车气动性能试验与仿真分析研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2010年CDAJ－China中国用户论文集某轿车气动性能试验与仿真分析研究AerodynamicsTestandCFDResearchofSedanAerodynamicsTestandCFDResearchofSedanAerodynamicsTestandCFDResearchofSedan刘鹏昃强（长城汽车股份有限公司技术研究院CAE部）摘要：：：通过试验研究了车辆在侧风、机舱风阻、地面效应、轮胎转动等影响情况下的空气动力学性能，测量了各工况下的车身表面压力系数，并与仿真做了相关性分析，总结了误差的根源

2、。关键词：：：空气动力学风阻系数表面压力系数STAR-CCM+AbstractAbstract：Abstract：：：Consideringtheinfluencetoaerodynamicperformanceofsidewindengine-hoodresistancegroundeffecttireturningetc.Measuredthepressurecoefficientof16casesandcorrelatedwithCFD.SummarizedthesourceoferrorsKeyKeyw

3、ordKeywordwordswordsss：：：：aerodynamics,dragcoefficient,pressurecoefficient,STAR-CCM+汽车低速行驶时，只考虑汽车所受地面阻力就足够了，汽车所受的气动力常常可以忽略。随着[1]汽车的行驶速度不断提高，研究气动力对汽车性能的影响具有重要的意义。其中中网的开口大小和角度，散热器、冷凝器及机舱内部件对气流的阻力，轮毂的形状及轮胎的花纹，地面效应，气坝的安装高度和形状，尾翼的形状和角度等对车辆的气动性能均有不同程度的影响；当汽车高速行驶在有

4、侧向风作用的工况下，或会车时，由于高速气流的侧向气动力作用，汽车将会出现操纵稳定性问题，甚至有可能出现严重的交通事故。所以研究车辆的气动性能非常的复杂而又非常的必要。111气动性能试验研究1气动性能试验研究世界汽车工业发达国家(如美国、日本、德国等)都十分重视汽车空气动力学理论和试验的研究。风洞试验历来是进行汽车空气动力学研究最传统和有效的方法，据统计，为获得良好的气动外形，[2]国外每种大批生产的轿车都需经过1000小时以上的风洞试验。根据SAEJ1594标准的定义，汽车风洞气动天平的测力中心在汽车模型四轮着

5、地点组成的矩形中心，六个力(矩)分量的正方向如图1所示，气动力系数的定义如表1所示。图1汽车空气动力学坐标系统(SAEJ1594)2010年CDAJ－China中国用户论文集表1气动力系数定义式CD阻力系数=D/q¥ACS侧力系数=S/q¥ACL升力系数=L/q¥ACRM滚转力矩系数=RM/q¥A×WB)CPM俯仰力矩系数=PM/q¥A×WB)CYM偏航力矩系数=YM/q¥A×WB)表1中：D阻力(=Fx)S侧力(=Fy)L升力(=Fz)RM滚转力矩(=-Mx)PM俯仰力矩(=My)YM偏航力矩(=-Mz)2q

6、¥动压(=1/2rV¥)r空气密度(根据风洞环境参数计算)V¥风速(m/s)A模型正投影面积WB轴矩风洞天平的力心与图1定义重合。在选定的汽车表面布置的测压点（62个）可以测量相应位置的表面静压力ps，无量纲化的压力系数定义：试验在同济大学-上海地面交通工具风洞中心的“气动-声学整车风洞”中进行，该风洞主要技术参数为：-喷口尺寸/面积：6.5m(w)x4.25m(h)฀27m2-最大风速：250km/h主要试验仪器设备包括：1)天平：六分量/Horiba-Schenck，静校准精度0.005~0.01%2)转盘

7、：直径9m，角度定位精度+/-0.01度3)滚动路面：฀中央移动带宽度1100mm，长度7000mm฀车轮转动单元：宽度280mm，长度350mm2010年CDAJ－China中国用户论文集4)风机系统：低噪声轴流风机/24波变频驱动控制5)风洞测量仪器风速测量：MKSBaratron698A+670B环境参数测量：大气压：MKSBaratron690A+670B温湿度：Vaisala3306)多通道(64ch)压力扫描阀试验结果如表2，气动阻力系数从80km/h到160km/h减小约0.005，说明雷诺数效应

8、比较小。表2不同风速下的阻力系数CD工况U(km/h)q¥(Pa)CD180307.250.30822100481.510.30883120691.860.30474140942.210.305151601229.160.3031222机舱进风阻力及地面效应对车辆风阻系数的影响2机舱进风阻力及地面效应对车辆风阻系数的影响一些气动性能优秀的轿车，在满足机舱散热的条件下都充分考虑了机舱进风