基于CFD分析的前挡风角度对空气动力阻力影响研究

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1、基于CFD分析的前挡风角度对空气动力阻力影响研究CFDANALYSISONEFFECTOFFRONTWINDSHIELDANGLEONAERODYNAMICDRAG(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：汽车工程系学科：机械工程研究生：阿卜杜拉指导教师:王波副教授二○一七年五月关于论文使用授权的说明本人完全了解清华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日

2、期：_______摘要摘要车辆外形的空气动力学优化对其性能有着极大的影响，可导致更优操作性、稳定性、更少燃油消耗以及减少二氧化碳排放量。本文借助计算机流体动力学模拟的方法提供了两种优化方案及其对减小空气动阻力的影响。通过客车上方气流与不同挡风角进行二维研究，这种模拟可以为三维外形优化提供基本指导。BMW3系列车型使用AliasAutostudio2016aNURBS中的classA与classB进行建模。在这一设计中，车辆外形使用上述软件进行建模，内部尚未建模。使用ANSYSWORKBENCH17.0-k-e湍流模型对汽车上方气流进行二维和

3、三维模拟，该模型是汽车行业内自动计算过程的最佳模型之一。将在文中细致讨论湍流模型、网格质量和边界条件问题。关键词：阻力系数挡风角度汽车空气动力学CFDAliasIAbstractAbstractTheaerodynamicoptimizationoftheexternalshapehasabiginfluenceontheperformanceofthevehicle,leadingtoabetterhandlingcharacteristics,stabilityandlessfuelconsumption,aswellasreducin

4、gemissionofthedioxidegaz.Thisresearchprovidewiththehelpofcomputationalfluiddynamicsimulationstwooptimizationmethodsanditsimpactonthereductionoftheaerodynamicdrag.Basedonatwo-dimensionalstudiesoftheairflowoverapassengercarwithdifferentwindshieldangle,theaimofthissimulationi

5、stoprovidethebasicguidelineforthethreedimensionalshapeoptimization,athreedimensionalBMW3seriessedancarmodelhasbeenmodeledusingAliasAutostudio2016aNURBS(Non-UniformRationalB-spline)modelingtoolwithaClassAandClassBsurfaces.Inthisproject,theexternalshapeofthecarwasmodeledwith

6、thementionedsoftwareandtheinteriorwasnotmodeled.ANSYSWORKBENCH17.0wasusedtocarryoutthe2Dand3Dsimulationoftheairflowoverthecarusingtherealizablek-epsilonturbulentmodelwhichisoneofthebestmodelfortheautomatedcalculationprocessforthegivencardomain.Theturbulentmodel,themeshqual

7、ityandtheboundaryconditionwerediscussedinthisproject.Keywords:Dragcoefficient–Windshieldangle–Automotiveaerodynamics–CFD–Alias.IIContentsContentsCHAPTER1INTRODUCTION...................................................................................1CHAPTER2LITERATUREREVIEW

8、........................................................................22.1Aerodynamics.