CFD技术在汽车工程领域中的应用研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第l期(总第176期)机械工程与自动化No．12013年2月MECHANICALENGINEERING＆．AUF()MATI()NFeb．文章编号：1672—6413(2013)oi一0219—03CFD技术在汽车工程领域中的应用研究董贵杨，谭华，杨自双，周春华，谭业发(解放军理工大学野战工程学院，江苏南京210007)摘要：介绍了计算流体力学在汽车工程领域的应用概况，重点叙述了汽车CFD技术在外流场、发动机、空调系统及气动噪声等领域中的研究进展，指出了在汽车

2、CFD技术研究中需进一步解决的问题，并展望了其发展趋势和应用前景。关键词：计算流体力学；汽车工程；数值模拟；应用研究中图分类号：U46：rP3O1．6文献标识码：A1汽车外流场分析空间区域的流场及宽频带噪声进行了对比分析，结果随着近年来计算机技术的迅速发展，CFD数值模表明：门外板连接的基座造型能够加强侧窗附近气流拟方法已越来越多地应用到汽车设计的多个环节，极的通顺性；转动的车轮使车体下部的气流变得更加复大地推动了汽车技术的发展。杂，车轮相关的气动阻力值在整车的气动总阻力中占1．1车身整体外部流

3、场分析3O左右；车轮转动对整车流场特别是对汽车前后轮通过汽车车身整体外流场的CFD计算，可以得到周围、汽车侧面和底面有很大的影响，阻力系数和升力车身表面的压力场、速度场、气动力和气动力矩，进而系数比静止情况下低。傅立敏等[5]研究了车轮辐板造得出风阻系数等一系列设计参数。型对汽车外流场的影响，通过对车腔内以及车身底部SatyanChandra等n运用CFD对一级方程式赛的压力等值线和涡量等流场特性的分析，得出辐板上车车身外流场进行模拟分析，改进了尾翼设计，使赛车的开孑L个数和面积与车轮气动阻力及

4、整车气动阻力系下压力与空气阻力得到良好调节，增加了赛车的高速数的关系。稳定性和操控性。高富东等{。采用RNGk—e湍流模1．3复数车辆行驶状况流场分析型、流体体积法(VOF)和压力隐式算子分割(P1SO)算复数车辆行驶的车辆操纵稳定性直接影响行驶安法，运用Fluent软件对某型两栖车车体绕流场进行三全，包括会车、超车及队列行驶3种状态，是一个瞬态维瞬态数值计算，得到绕流场的速度与压力分布、阻力过程。徐国英等[对汽车迎面会车过程进行了仿真研和兴波特性，解决了以往由于忽略兴波特性导致数值究，根据会车

5、时压力场分布情况分析流场特性对气动计算结果随航速提高误差不断增大的问题。王新宇特性的影响，得到了侧向力和横摆力矩随间距和速度等[朝运用CFD研究了导流罩状态、驾驶室与货箱间距的变化情况，进而分析了其对汽车行驶稳定性的影响。和侧防护板对风阻的影响，并分析其减阻机理，研究表傅立敏等r7利用动网格技术实现了车辆超车过程的三明：带货箱的商用车加装导流罩可以起到明显的减阻维流场数值仿真，揭示了两车外部流场相互干扰的流作用。动特性，分析了相对速度和横向间距对车辆气动特性1．2汽车局部流场分析的影响，进一步研

6、究了两车纵向相对位置对车辆气动车轮、门把手及扰流板等部件的局部流场使得整特性的影响规律以及气动力对汽车行驶稳定性的影车外流场变得更加复杂，其中一些部件又是产生气动响。王靖宇等研究了队列行驶汽车车间距离变化时噪声的主要来源，因此人们越来越重视汽车局部套件的空气动力特性以及队列中车辆数目、车型对阻力系对整车性能影响的研究。数的影响，研究表明：队列行驶车辆随车间距离的缩短刘力等j运用Fluent软件对侧窗全连接、半连接其阻力值降低；随着队列中车辆数目的增加，平均阻力和门外板连接3种形式后视镜基座模型的

7、表面及附近系数降低209／6～3O％。收稿f¨明：2012—09一l1；修酬日期：2012—09—21作者简介：蘸贵杨(1986一)．男。河北沧州人，在泼硕l：研究生，研究方向为机械车辆综合保障。学兔兔www.xuetutu.com·22O·机械工程与自动化20l3年第l期2发动机内部流动分析2．3舱热管理分析2．1进排气过程分析发动机舱内的气体流动状态和热环境十分复杂，发动机进排气系统内气体流动非常复杂，瞬变性如果发动机舱内的各部件布置不合理会阻碍冷却空气强，分布不均匀且其内流系统的运动对发动

8、机性能的的流动，最终引起舱内温度偏高。张坤等n运用影响很大。CFI)数值模拟方法可以获得流道内气体Fluent软件对发动机舱内的气体流动进行三维仿真，流动压力、速度及湍动能分布情况。发现冷却气体回流是导致发动机舱过热的根本原因，空气滤清器作为发动机的重要进气组件，其性能并提出添加阻风板的改进方案，有效地改善了该车型优劣会影响发动机的动力性、经济性和使用寿命。李发动机舱内冷却气体的流动，解决了舱内温度过高的佳等应用CF1)仿真计算空气滤清器内部流场，研究问题。王宪成等建立了电传动装甲车动力舱内空了