浅析微型客车气动阻力性能研究及优化设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究．微型客车气动阻力性能研究及优化设计左辉辉吕俊成(上汽通用五菱汽车股份有限公司)【摘要】综合利用计算流体力学数值仿真分析与风洞试验验证相结合的方法对某量产微型客车进行整车全细节空气动力学仿真分析和研究。对比分析前保险杠、后视镜、车窗等零部件对气动阻力的影响。研究表明，采用优化前保险杠并增加导流板、修改后视镜造型、车窗一体化设计等方案．可使该车气动阻力系数减少约6％。主题词：微型客车计算流体力学气动阻力优化中图分类号：U469．1l文献标识码：A文章编号：10

2、00—3703(2013)01—0030—04ResearchandOptimizationDesignofAerod~rnamicDragPerformanceofMini-commercialVehicleZuoHuihui，LvJuncheng(SAIC-GM-WulingAutomobileCo．，Ltd．)【Abstract]Throughthecombinedmethodsofcomputationalfluiddynamics(CFD)simulationanalysisandwindtunnel

3、testverification，aerodynamicsimulationstudiesareconductedonmini-commercialvehicleinfulldetail．Comparativeanalysesaremaderegardingtheimpactsofvehiclepartsandcomponentssuchasthefrontbumper，rearviewman'or，andwindowsonaerodynamicdragperformance．Researchresultssh

4、owthataerodynamicdragcoeficientcanbereducedbyapproximately6％whensolutionslikeoptimizingthefrontbumper．addingdeflector．alteringthestylingoftherearviewmirroranddesigningintegralwindowsareadopted．Keywords：Mini-commercialvehicle，CFD，Aerodynamicdrag，Optimization1

5、前言2有限元模型随着微型客车体积增大和车速提高．其减阻研2．1基本理论究越来越重要在车辆高速行驶过程中气动阻力本文采用的P0werFLOW是由美国EXA公司开(风阻)相当于滚动阻力的2～3倍．用于克服气动阻发的基于格子玻尔兹曼方法(LatticeB0Itzmann力的燃油消耗量占32％以上．而气动阻力系数降低Method)的CFD软件．可以实现用全离散计算模型30％可以降低油耗12％左右lll目前国内外对轿车气代替风洞试验[71动阻力的研究和应用已经非常深入．但是对微型由格子气模型嘲对玻尔兹曼运输方程进行离散客

6、车气动阻力的研究和应用相对较少吉林大学汽求解，得到格子玻尔兹曼方程[91：车汽车仿真与控制国家重点实验室对带有专用货箱f(x+e，t+1)-f／(，t)=Q(1)的中重型厢式货车添加减阻装置的研究表明：加装式中(，t)为平均分布函数，下标i表示粒子的某导流罩能够有效降低气动阻力18．9％～44％[5】。这对微个运动方向；e为各方向上的微观速度矢量；Q为引型客车添加前导流板具有指导意义湖南大学汽车入的碰撞项车身先进设计制造国家重点实验室研究了某轿车后由于碰撞项Q计算量巨大，Bhatnager、Gross和视镜形状

7、和相对车身横向距离对气动阻力的影响．Krook于1954年提出了简化的碰撞模式．将玻尔结果表明：后视镜占整车气动阻力的4．08％，经过优兹曼方程简化为：化气动阻力系数下降2．76％同本文以某微型客车为筹0：÷叼)(、2)基础．以降低其气动阻力为目的，通过计算流体力学式中．为分子碰撞时间，又可称为松弛时间；为(CFD)数值仿真和风洞试验，对该车添加前导流板、局部平衡分布函数。优化后视镜等多种减阻方式进行研究。一30—汽车技术学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xu

8、etutu.com．设计．计算．研究．表3仿真分析与风洞试验气动阻力系数对比模型基础模型第1次优化第2次优化第3次优化分析方法仿真试验仿真试验仿真试验仿真试验Bd、气动阻力系数0．3930．4030．3780．3880．3760．3870．3690．379变化百分比-3．8％-3．7％-4_3％-4．0％一∞6．1加％∞∞∞-6．∞O％加0仿真与试验误差2．58％2．84％2．64％能