浅析ansys的汽车空气动力学特性

《浅析ansys的汽车空气动力学特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、114李毓洲等：基于Ansys的汽车空气动力学特性分析第2期压到可压缩，从无粘性到有粘性的几乎所有的流动现象。将利用ANSYS中的CFD来研究汽车空气动力学特性。平均连续方程：=0(2)2汽车车身几何模型建立．平均动量方程：车身几何模型建立的软件采用的UG，UG软件能为用户提6u-6up一器+嘉筹+萋))(3)供一个全面的产品建模系统。其将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，以Parasolid几何造型脉动运动方程：Ui=+(4)核心为基础，并采用基于约束的特征建模和传统的几何建模为一方

2、程：P6k十p6k=砉(ru，i6k，』Il+G．ps(5)体的复合建模技术。利用UG建立车身几何模型。在建模过程中6u~&1Gs方程：p6=+puj&＼e,G}G82(6)t采用Gauss曲率作为车身曲面光顺性的评价指标，将车身表面上j各点的Gauss非负曲率值作为曲面光顺的评价依据，并能以彩色其中，G：I-*i('6h~L_)6hl—=+云图方式显示车身表面多点的Gauss曲率值，若整张曲面的颜色式中：txo一流体动力粘性系数一涡粘性系数；它是鲍辛涅斯提出比较一致，则曲面的曲率变化较为连续，光顺性较好，否则需要

3、对来的，主要取决于流盅流特性，是济场空间位置的函数。满足曲面进行修改。由于曲面是在曲线的基础上生成的，所以可以通p—u~uj=f+}(7)过调节曲线来使曲面达到光顺。同时基于工业设计及美学的考1U1U伍L

4、式中：一由对动量方程平均化后得到的雷诺应力项。虑，汽车表面在多数情况下需要满足光顺的特性要求，即避免在涡粘性系数用k和表示，根据量纲分析可得光滑表面上出现突然的凸起、凹陷等“缺陷”。把这种有特定要求和用途的产品表面定义为级表面。所以在模型建立后要检查=p生成的曲面是否符合级表面的特性，检查方法如下：(1)检查对于

5、“标准”的K—s模型，其常数值为：单个曲线曲面G。(无)、G(相切)、G(曲率)连续性，用Spline曲线O"k=1．0，=1．3，=1．44，=1．92，=0．09分析和B—surface曲面分析；(2)检查曲线曲面连接的连续性，用标准，c叶模型相对于其他模型来说具有简单易懂，适用范围曲线分析，和曲面分析；(3)检查两曲面间连接情况，用偏离分析；广的优点。但对了它自身来说还存在一些缺点：(1)标准模式(4)检查、保证曲面的一致外凸形，用曲面分析中的高斯等值线假定雷诺应力和当时当地的平均切变率成正比，所以它不能准确

6、法。此外在车身几何模型建立时需注意如下问题：(1)镜像处理。反映雷诺应力沿流向的历史效应；(2)标准模式是各向同性由于汽车是左右对称的，故建模时只需构造其左(或右)半部分，的，不能反映雷诺应力的各项异性，尤其是近壁湍流，雷诺应力具然后再作镜像复制，但要注意，在构造特征线时，应使其在与对称有明显的各向异性，例如方管中的二次流是由于雷诺正应力之差面的交点处与对称面垂直。(2)模型的完整性和无重合性。为了方产生的，标准—模式不能正确表达雷诺正应力，因此不能预测便以后的流动数值模拟计算中的网格划分，几何模型必须保证完到方管

7、湍流的二次流；(3)标准，c—s模式计算量比较大，但是随着蛰和无重合性，即模型中既不能有断开的地方，又不能有重合计算机技术的发展是可以克服的[】ol。的地方。(3)模型的近似处理。在建模过程中对一些细微部分作了4模拟仿真结果近似处理，省略了后视镜等一些凸起部分，车身底部也近似处理4．1三维流场纵向中心对称截面速度矢量分布图成为一个平面。选择了某汽车作为参考车型，通过“反求”并在UG流场在汽车纵向截面处的速度分布图，如图2、图3所示。描的环境中建立其几何模型，并对曲面造型的曲线的光顺性及整车述了空气绕汽车外部流过时的

8、部分特征。的曲面造型的光顺性进行检查，几何模型，如图1所示。图I车身几何模型图2汽车纵向中心对称截面速度矢量分布图3数值模拟与仿真的物理模型轿车绕流问题一般为定常、等温、不可压缩的三维流场，由于复杂外形会引起气流的分离，应按湍流处理。采用标准，c—s模型来模拟，其控制方程的一般形式为：div(p~一‘gr。)=g(1)式中：，，q—取不同的值时，表示不同的方程。汽车外流场时间控制方程如下：其中i,j=l，2，3，x2=y，图3汽车纵向中心对称截面尾部速度矢量图NO．2Feb．2010机械设计与制造115通过图2可以

9、发现：在汽车的外表面上都有明显的气流附着况，因为漩涡的存在，形成负压区。层，该层是因为气流流经汽车外表面时，因为空气的粘性，使气流速由模拟仿真的结果可知，在模拟中，流体平滑地通过了车身度急下降，甚至出现气流的止滞。同时气流在该车的发动机罩和前表面(汽车尾部外除)，并没有产生很显明的流体分离现象。从压挡风玻璃之间及后挡风玻璃和行李厢之间并未出现旋涡和分离、再力