对于侧风状态下轿车气动特性数值模拟方法的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2010年(第32卷)第1期AutomotiveEngineering2010003侧风状态下轿车气动特性数值模拟方法的研究米龚旭，谷正气，李振磊，姜乐华，贾新建，宋昕(1．湖南大学，汽车车身先进制造国家重点实验室，长沙410082；2．国防科技大学指挥军官基础教育学院，长沙410073)[摘要]采用3种不同方法，利用计算流体力学软件FLUENT对侧风状态下轿车的气动特性进行了数值模拟，得到了不同侧风状态下轿车气动阻力系数和侧力系数随横摆角而变化的曲线。讨论了不同方法的优缺点并将模拟结果与风洞实验进行对比，结果表明采用合适的数值模拟方法可

2、省时省力地获得接近于实验的结果。关键词：汽车空气动力学；侧风；数值模拟；风洞实验AStudyontheNumericalSimulationofCarAerodynamicCharacteristicsUnderCrosswindConditionsGongXu‘，GuZhengqi，LiZhenlei，JiangLehua，JiaXinjian&SongXin1．HunanUniversity，StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBoar，Changsha410082；2．CollegeofBas

3、icEducationforOff'wen，NationalUniversityofDrt$eTechnology，Changsha410073[Abstract]Byadopting3differentschemesandusingCFDsoftwareFLUENT，numericalsimulationsontheaerodynamiccharacteristicsofacarundercrosswindconditionsareconducted，andthecaraerodynamicdragandsideforcecoefficientcurvesasthefunctio

4、nsofyawangleunderdifferentcrosswindconditionsareobtained．Thead．vantagesanddrawbacksofdifferentschemesarediscussedandthesimulationresultsarecomparedwiththatoftun．nelexperiments．Theresultsshowthatadoptingappropriatenumericalsimulationschemecangetaresultclosetoexperimentwithleasttimeandefforts．Ke

5、ywords：vehicleaerodynamics；crosswind；numericalsimulation；windtunnelexperiment有其优缺点，且没有对这些方法进行相关的对比分刖吾析。因此文中采用3种不同的计算方法对侧风状态下的某轿车进行仿真分析，并通过与实验结果相比高速行驶的车辆经常会遇到侧向风的干扰。当较总结得出了适用于侧风作用下车辆气动特性的计侧向风作用于车辆时，会使气动力和气动力矩发生算方法。变化，从而引起汽车行驶特性的改变，使车辆偏离正常的行驶方向。为了消除汽车的偏离运动，驾驶员1计算方法分析要随时转动转向盘，这将导致驾驶员疲劳，极易引起交通事故的发

6、生。因此，为了保证行车安全，研究侧车辆在行驶过程中遇到侧风风对于高速行驶车辆气动特性的影响是非常必要的情形如图1所示。图中，为的¨。侧向风速，：为车辆的行驶速度，国内外发表的文献中对于侧风作用下高速行驶为车速与侧向风速的合成速图1速度示意图车辆气动特性有不同的计算方法I4J，这些方法各度，Ot为横摆角。对于侧风状态国家863计划(2007AA04Z122)，湖南省科技计划重大项目(06FJ2001)和教育部长江学者创新团队发展计划项目(531105050037)资助。原稿收到日期为2009年4月6日，修改稿收到日期为2009年5月25日。学兔兔www.xuetutu.com汽车工程

7、2010年(第32卷)第1期下车辆气动特性分析的计算方法一般可分为2类。(1)“偏车”即根据不同的车速和侧风风速计算得出相对应的横摆角，在建模时，将车辆模型偏转相应的角度，如图2所示(这里称为‘方法一’)J。在这种情况下，车辆模型与Y轴的夹角为，入口速度的大小应为车速与侧向风速的合成速度，方向沿Y轴负向。图4方法三计算域示意图2计算工况设置2．1模型及计算域的设置所采用的轿车模型如图5所示。为减少计算量，在建模过程中进行了适当的简化，忽略了后视图2方法一计算域示意图镜