复杂工况下汽车空气动力特性的数值模拟研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802403重庆理工大学学术硕士学位论文复杂工况下汽车空气动力特性的数值模拟研究研究生:满超指导教师：赖晨光教授学位类型：学术学位学科专业：车辆工程研究方向：汽车空气动力学培养单位：车辆工程学院论文完成时间：2015年3月10日论文答辩日期：2015年5月28日CategoryNumber:LevelofSecrecy:SerialNumber:StudentNumber:50120802403Master'sDissertationofChongqingUniversit

2、yofTechnologyNumericalStudyofVehicleAerodynamicPerformanceDuringComplexDrivingConditionPostgraduate:ManChaoSupervisor:Prof.LaiChenguangDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:VehicleEngineeringResearchDirection:VehicleAerodynamicTrainingUnit:VehicleEngineering

3、AcademyThesisDeadline:March10,2015OralDefenseDate:May28,2015学位论文原创性声明及使用授权声明重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：曰期年6月I曰学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留

4、、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索’可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密作者签名:曰期：T/0丨「年6月>曰导师签名：^日期：年月日摘要摘要汽车空气动力特性是汽车的重要性能之一，它直接影响汽车的动力性，燃油经济性，舒适性，操纵稳定性和安全性。在中国这样一个汽车大

5、国，随着公路上行驶的汽车越来越多，每年汽车发生安全事故的情况也在增加，汽车行驶的操纵稳定性和安全性也日益受到人们的关注。中国地形多变，不同的道路情况将使得汽车的行驶工况更加的复杂；城市道路上汽车的增加以及路人及红绿灯的影响，汽车加减速工况也很常见。复杂的行驶工况下汽车的空气动力特性也更复杂，汽车在这种情况下的空气动力特性对其自身的操纵稳定性和安全性的影响也更大。因此，近些年来，对于复杂工况下的汽车空气动力特性的研究也备受关注。目前对于汽车空气动力特性的研究，主要有数值模拟，风洞试验以及道路试验的方法。近年来随着计

6、算机硬件和流体计算软件的不断发展，数值模拟在汽车空气动力特性的计算中可以达到很高的精度。对于汽车简单的行驶工况，例如匀速直线行驶，数值模拟和风洞试验都可以实现；对于汽车复杂的行驶工况，例如加减速工况和弯道行驶工况等，风洞试验和道路试验有很大的局限性，甚至是无法完成的，而数值模拟就表现出其绝对的优势。本文就是利用流体计算软件Fluent中的动网格技术，以及用户自定义函数（UDF），对Fluent软件进行简单的二次开发以实现不同的汽车行驶工况，通过这种计算模拟方案，完成汽车复杂工况下的汽车空气动力学的数值模拟研究。首

7、先，通过UDF编程实现了汽车加减速工况的数值模拟研究，模拟计算了汽车加速、匀速、再减速这整个过程中汽车空气动力特性的变化情况，分析不同工况时汽车周围的气流形态以及压力分布。然后，将Fluent中动网格结合UDF的研究方案应用到汽车匀速直线行驶的情况，比较该研究方案得到的结果跟风洞试验的结果的符合情况，验证该研究方案准确可行。并将该研究方案应用到汽车转弯工况，模拟分析其空气动力特性变化情况。最后，将该研究方案应用到汽车直线会车与弯道会车工况，对比研究直线会车与弯道会车过程汽车空气动力特性的规律，分析二者的差别，以及

8、产生这些差别的原因。关键词：汽车空气动力特性；数值模拟；复杂工况；动网格；UDFIAbstractAbstractAerodynamiccharacteristicisanimportantperformanceforvehicle.Itdirectlyinfluencesthevehicledynamic,fueleconomy,comfortableness,cont