基于前端格栅外形的轿车气动特性研究

《基于前端格栅外形的轿车气动特性研究》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、—————————————————————基于前端格栅外形的轿车气动特性研究—————————————————————StudyonAerodynamicCharacteristicsofPassengerCarBasedonShapeofFrontGrille作者姓名：常静领域（方向）：工业设计工程指导教师：胡兴军教授类别：工程硕士答辩日期：2015年5月31日摘要基于前端格栅外形的轿车气动特性研究随着我国汽车保有量的增大，汽车速度的不断提升，能源储存量的下降以及人类要求的逐渐提高，汽车制造业越来越重视汽车空气动力学特性的研究。汽车前

2、端进气格栅有很多方面会严重影响进入发动机舱的气流量和发动机舱内气流的分布情况，包括格栅的位置、格栅的形状、格栅的开口面积、栅条的导流方向和栅条的疏密程度等，一方面由于消耗了空气的动能而增加了气动阻力，另一方面由于空气与冷却模块的热交换而降低了发动机舱的温度，改善了机舱环境。为了解决上述的矛盾问题，必须合理的安排汽车前端格栅的外形。本文研究所使用的汽车采用同侧横流式散热器，为了使散热器多孔介质简化模型的仿真结果更加符合实际散热器的流动趋势，采用冷却液进出水管和散热器主体中间设置隔板的方法保证流体在散热器内的U形流动。本文首先以风扇不转的1

3、：1整车模型进行仿真，探索STARCCM+软件中四种湍流模型的适用性，与企业的试验值进行对比，选择Realizablek-ε模型进行后续仿真，并通过观察车身近壁网格y值验证了仿真方法。仿真方案确定之后，数值模拟基础车型得到其气动阻力系数Cd值和散热器空气质量流量Q值，详细地阐述了汽车的流场分布和发动机舱的温度场分布。本文所研究的汽车前端格栅外形主要包括两个方面：栅条参数和格栅形式。对于栅条参数研究，首先采用正交试验设计方法设置了25组仿真方案，然后数值模拟并分析得到了对Cd值来说的最优组合方案(A5B5C5)和对Q值来说的最优组合方案

4、(A1B2C1)，最后对比分析这两组最优组合方案的发动机舱流场分布和温度分布，得到不同栅条参数对整车气动特性和机舱散热特性的影响规律。对于格栅形式的研究，首先设计了不同于格栅原型的四种格栅形式，包括直条型、内凹型、M型和W型，然后计算得到数值仿真结果并进行对比分析，包括定量分析和定性分析，得到了不同格栅形式对于整车气动特性和机舱散热特性的影响规律。关键词：进气格栅，机舱散热，气动阻力系数，数值仿真IAbstractStudyonAerodynamicCharacteristicsofPassengerCarBasedonShapeofF

5、rontGrilleWiththeincreaseofcarownershipandspeed,thedeclineinenergystorageandtheimprovementofpeople’srequirements,automotiveaerodynamicsresearchhasattractedmoreandmoreattentionoftheautomobilemanufacturers.Astheonlyentranceoftheunder-hoodexcepttheunderbody,automobilefrontg

6、rilleshape,position,openarea,diversiondirectionanddensityhaveimportanteffectontheintakeairquantityandflowfielddistributioninthecar.Ontheonehand,theaerodynamicdragrisesduetotheconsumptionoftheairkineticenergy,ontheotherhand,theenginecompartmenttemperaturedecreasesduetothe

7、heatexchangebetweentheflowandthecoolingmodule,whichimprovestheenginecompartmentenvironment.Inordertosolvethecontradictionabove,theshapeofautomobilefrontgrillemustbereasonablydesigned.Inthispaper,cross-flowradiatorwithwaterinletandwateroutletonthesamesidewasused.Inorderto

8、makethesimulationresultsconsistentwiththeactualradiator,partitionwassetinthemiddleofthemainradiatorbody