毕业设计（论文）-使用FLUENT软件对三厢轿车模型尾部流场进行数值模拟研究

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1、目录中文摘要3Abstract41绪论51.1课题研究的背景和意义51.2研究方法61.2.1风洞实验61.2.2数值模拟方法71.3国内外研究现状81.3.1国外研究现状81.3.2国内研究现状81.4本文的研究要点92汽车空气动力学特性以及流体计算理论102.1空气动力学基本理论102.1.1空气的基本物理属性102.1.2气流运动的基本方程122.1.3　流体阻力的理论132.2汽车的绕流特性162.3汽车空气动力学气动特性研究182.3.1汽车的气动六分力182.3.2汽车气动力对汽车行驶的影响193FLUENT软件计算前的处理223.1三厢轿车的CATIA软件的

2、建模223.2有限元方法数值计算简介233.2.1有限元方法概述233.2.2数值计算中的微分方程解法243.3GAMBIT中对轿车模型网格操作263.3.1GAMBIT网格简介263.3.1选定计算区域274FLUENT计算结果以及分析304.1FLUENT计算304.1.1FLUENT边界条件的选定304.1.2收敛条件的判断314.2三厢轿车模型的结果分析324.2.1车身外流场分析324.2.2汽车尾部流场的分析344.2.3气动力计算及性能分析375扩展、总结与展望395.1扩展395.1.1改善汽车空气动力学性能概述395.2总结405.3展望41中文摘要：汽

3、车在较高速度行驶的时，来自空气的反作用力将会对汽车产生很大的影响，包括汽车的阻力以及升力带来的操纵稳定性的问题。通过对汽车车身的造型进行设计能够减少空气阻力从而能降低燃油消耗；也可以减少高速行驶时的气动升力以带来行驶的安全性。通过对汽车外流场以及尾部流场的模拟能够反应汽车的气动性能。与传统的风洞实验相比，汽车外流场的计算机数值模拟具有可再现性、周期短以及低成本的优点。实用的CFD技术对获得所需的汽车空气动力学特性具有重要的意义。本文根据CFD的理论方法，利用CFD软件FLUENT对三厢轿车模型进行了空气动力学分析，尤其考察了其尾部的流场状况。首先，在CATIA软件中构建三

4、维三厢轿车模型，确定计算区域；其次，在GAMBIT软件中进行计算区域的布尔运算和网格划分，并确定边界条件，导出网格文件；然后，在FLUENT软件中进行解算（迭代计算），计算模型的气动阻力和气动升力系数；最后，在FLUENT软件的后处理软件中得出各个图像（各个监测表面的速度矢量图，压力等高线图，以及流线图），并进行分析说明。关键词：CFD三厢轿车尾部流场CATIAGAMBITFLUENT软件汽车外部流场气动升力系数气动阻力系数Abstract:Whenacarisrunningatahighspeed,theairoutsidewillgivealotofcomplexfo

5、rcestothecar.Theseforcesincludingdrag-forceandlift-forcewillaffecttherunning-car’shandlingandfuelconsumption.Byagoodbody-styleofacar,wecangetabetterfuelconsumptiontarget,andamoresecurestateofoperating.Tofindamodelgoodornotatthesetargets,wehavetwowaystorealize,oneisinthewind-tunnel,andanot

6、herisinthecomputer,bytheCFDsoftware.Comparedwithwind-tunnel,theCFDsoftwareismoreconvenientintimeandcheaperincost.TheFLUENTisoneoftheseCFDsoftwares,andinthisarticle,Iuseitformysimulationofthecarmodel,especiallytheairstateofthetail.First,inthesoftwareCATIA,establishthe3-Dcarmodel,andthecalc

7、ulatingzones.Second,usethesoftwareGAMBITtodosomeBooleanoperatingandmeshthecalculatingzonesothatwecancalculatebyfiniteelementways.Third,calculatebyiterationinthesoftwareFLUENTtogetthesteadystateandtheCdandtheClofthemodel.Finally,usetheFLUENTtodosomepro-handlinginclud