并列行驶两辆汽车外流场的数值模拟

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1、2007年8月沈阳理工大学学报Vol.26No.4第26卷第4期TRANSACTIONSOFSHENYANGLIGONGUNIVERSITYAug.2007文章编号:1003-1251(2007)04-0083-05并列行驶两辆汽车外流场的数值模拟王靖宇,刘顺航,胡兴军,杨永柏(吉林大学,吉林长春130025)摘要:以国际标准的MIRA模型为研究对象,采用移动地面边界条件,对单车和两车并列行驶情况下的汽车外流场进行了数值模拟研究.将两辆车车体周围的速度分布、车身表面的压力分布情况与单车外流场进行了比较.在并列行驶情况下,车体周围的速度和车身

2、表面压力分布与单车不同,呈不对称分布,并且在两车的内侧出现了低压区,两车具有相互靠近的趋势.通过计算,两车的气动阻力有所增加,侧向力有了很大程度的增加.关键词:汽车空气动力学;数值模拟;并列行驶;侧向力中图分类号:U461.1文献标识码:ANumericalSimulationofExteriorFlow-fieldforTwoCarsMovingSidebySideWANGJing-yu,LIUShun-hang,HUXing-jun(JilinUniversity,Changchun130025,China)Abstract:Thenu

3、mericalsimulationofexteriorflowforasinglecarandtwocarsmovingsidebysideiscarriedoutusingtheinternationalstandardMIRAmode,lwherethegroundeffectissimulatedbythemovingwallboundarycondition.Thevelocitydistributionaroundtwocarsandthepressuredistributionsonthebodiesarecomparedwit

4、hflowfieldofsinglecar.Undermovingsidebyside,thedistributionofvelocityandpressurearoundtwocarsaredissymme-try,andlowerpressurezoneappearsintheinnersideoftwocars,leadingtothetrendoftwocarscloser.Theanalysisofaerodynamiccoefficientsshowsthattheaerodynamicresistanceoftwocarsin

5、creasesandsideforceincreasestoomuch.Keywords:vehicleaerodynamics;numericalsimulation;movingsidebyside;sideforce[1]道路汽车的性能、安全性和乘坐舒适性在很性能和乘员的安全性.当两车靠近行驶时,高速大程度上取决于汽车外流场的分布情况.外部流行驶的汽车就会突然受到较大的阵风载荷,这种场决定了六分力,而六分力则主要影响到汽车的现象就被认为是道路车)辆之间的空气动力学干涉.这种空气动力学的干涉主要分为队列行驶、超[2]收稿日期:2007-

6、04-03车和会车三种情况.车辆间的流场干涉会使车基金项目:国家自然科学基金(60222207);辆产生额外的力,特别是产生比较大的侧向力和吉林大学/985工程0汽车工程科技创新平台资助项目.横摆力矩.质量较小的车辆(例如轿车、摩托车等)作者简介:王靖宇(1976)),男,辽宁辽阳人,工程师,博士研究可能受到的影响更大一些.本文主要研究了并列生.#84#沈阳理工大学学报2007年行驶情况下,两辆汽车间湍流场的相互作用规律.在真实的驾驶情况下,虽然两辆汽车并列行驶的时间很短,但是,这种类型的流场干涉却对汽车和[3]驾驶员的安全性有很大的影响.

7、进行此项研究可以为进行合理的交通流特性管理及合理的自动驾驶控制提供依据,同时对以往只考虑单车行驶状态的某些研究结论进行对比并做出必要的修正.图2并列行驶的计算域1数值模拟的前处理1.3边界条件的设定远端来流方向的端面为入口边界,需要给定1.1控制方程速度;来流速度v=30m/s,车身后远端端面为出口边界;地面设定为壁面边界,移动速度与入口边界纳维尔-斯托克斯方程组简称为N-S方程速度相同;其余三个壁面由于计算域比较大,不会组,N-S方程组是流体流动所需遵守的普遍规影响到模型周围的流场,因此设置为不动边界(no律.为了便于对各控制方程进行分析

8、,并用同一程slip);模型表面没有加边界条件,STAR-CD将其序对各控制方程进行求解,用U表示通用变量,则3作为缺省的壁面条件,空气密度Q=11205kg/m.各控制方程的通