汽车外后视镜对其尾流区域气动特性的影响研究

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1、—————————————————————汽车外后视镜对其尾流区域气动特性的影响研究—————————————————————ResearchontheFlowFieldCharacteristicsInfluentedbyOutsideRearviewMirrorofaCar—————————————————————————————————————作者姓名：张武专业名称：机械工程（车身工程）指导教师：陈鑫教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月3日摘要汽车外后视镜对其尾流区域气动特性的影响研究随着汽

2、车保有量日益增多，本就是主要噪声污染源之一的汽车噪声在噪声污染中占的比例日益增大，给人们的工作和学习带来负面影响，甚至危及人们的健康。气动噪声是汽车噪声的重要组成部分，随着其他汽车噪声源的降噪研究进入瓶颈状态，气动噪声的研究越来越受到人们的关注。作为主要的气动噪声源之一，后视镜突出在汽车外部，产生钝体绕流使后视镜后部尾流区域产生强烈的湍流结构。湍流结构周期性运动并拍打前车窗，产生气动噪声。所以，研究外后视镜对前侧窗气动特性的影响有着重大的意义。本文详细的叙述了汽车降噪的研究现状、汽车噪声的分类、降噪方法和本

3、文的研究过程。本文的研究采用了风洞试验与k-ωSST模型仿真相结合的方式，通过有两款典型后视镜整车模型和无后视镜整车模型实验和仿真结果对比，研究了后视镜对其尾流影响区域气动特性的影响和气动噪声的贡献。研究过程首先对三个模型进行风洞试验,实验风速采用80km/h、100km/h和120km/h三种。模型1和模型3的压力系数监测实验对比表明：外后视镜使其尾流区域的压力系数明显减小，使该区域更容易形成涡流。模型1和模型3的油膜实验的结果对比证实：由于后视镜的存在，后视镜尾流区域出现了回流，并改变了了A柱涡流再附着

4、线的位置。然后在整车坐标系下应用逆向技术建立整车数学模型，在此基础上创建三维网格模型进行仿真模拟计算。仿真模拟计算的稳态计算选择k-ωSST模型，计算得到前侧窗上11个监测点的压力系数并应用CFD-Post得到A柱涡流再附着线位置,与风洞试验结果对比，验证仿真方法的正确性。分析稳态计算仿真结果得到结论：后视镜后部尾流区域的截面上存在两个低压中心，在平面上形成以两个低压位置为中心的反向旋转涡流。低速位置在空间上组成了近似半椭球的形状，这个半椭球以后视镜镜面中心附近位置为球心，以在x轴正方向观察到的后视镜轮廓大

5、小的0.8倍为对称面，以椭球心到x=1.05m面低速中心的距离为长轴。这个椭球形称为低速层。低速层将复杂的湍流结构分为低速层内的回流区和低速层外的简单涡流区。回流区湍流产生的气动噪声是后视镜产生气动噪声的主要组成部分。I吉林大学硕士学位论文在稳态计算的基础上进行瞬态计算，选择大涡模拟(LES)计算模型并通过FFT变换得到回流区监测点的三分之一倍频程声压级。根据监测点的三分之一倍频程声压级计算监测点的总声压级，发现模型2和模型3的监测点上的总声压级比模型1大11.75-17dB，说明了进行后视镜尾流区域降噪研

6、究有一定的意义及其研究潜力。并且通过数据对比发现，随着车速升高后视镜尾流噪声所占比例增大。所以，研究后视镜在汽车高速行驶情况下的气动特性更加重要。最后本文在气动特性研究的基础上，对后视镜改型工作提出了几点建议。关键词：车外后视镜，气动噪声，风洞试验，CFD数值模拟IIABSTRACTResearchontheFlowFieldCharacteristicsInfluencedbyOutsideRearviewMirrorofaCarWiththeincreasingnumberofcars,automobi

7、lenoisetakesuplargerproportioninthenoisepollution,bringinganegativeimpacttopeople’sworkandlifeandevenharmingpeople’shealth.Aerodynamicnoiseisanimportantpartofautomobilenoise.Astheresearchontheothernoisereductiongetintobottleneck,aerodynamicnoiseisgettingmo

8、reandmoreattention.Asoneofthemajoraerodynamicnoisesources,rear-viewmirrorisoutsideofthecarbodyandproducesstrongturbulenceflowstructurebehindtherearviewmirror.Theturbulencestructuremoveregularlyandbeatagainstt