某经济型轿车外气动特性优化分析

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1、某经济型轿车外气动特性优化分析赵婧芦克龙范士杰马金英任凤涛付强中国第一汽车股份有限公司技术中心，130011【摘要】本文以某经济型三厢阶背式轿车一轮造型方案为研究对象，使用数值仿真方法对无机舱平底盘模型的外气动特性进行详细分析，寻找对整车外流场分布影响较大的因素，并对其进行改进，获得低风阻车身造型方案，继而使用数值仿真和风洞试验相结合的方法，对全细节模型进行分析，使用气动附件对车身底部流场进行整流，进一步降低了整车风阻系数。结果表明，为获得低阻车身造型，设计上应尽量保证车身外形曲面之间平滑过渡，避免出现尖锐转角和凸起，以合理引导气

2、流平滑流过车身表面，延缓气流分离。在一定范围内,抬高尾翘可有效减小车身后部真空区的面积，使整车阻力降低。使用前、后轮下扰流板，平滑底盘可优化车身底部流场，是较为有效的降阻措施。【关键词】低阻车身，车身降阻，底盘降阻AerodynamicCharacterAnalysisandOptimizeofAnEconomicCarZhaoJing，LuKelong，FanShijie，MaJinying，RenFengtao，FuQiangChinaFAWCo.,LtdR&DCenter,130011【Abstract】Inthispape

3、r，anaerodynamiccharacteranalysisofaneconomiccarhasbeendonetofindoutthefactorswhichmainlyinfluencethevehicle.SomeimprovementswereusedtooptimizethecharacterbyCFDmethod.ThensomeunderbodyaeroaccessorieswereaddedtoreducetheCdvalueofthecar.BoththeCFDresultsandwindtunnelresu

4、ltsshowthattheeffectsareusefultoreachthelowdragtarget.Itwasshownthat,togetalowCdbody,keepthesurfacechangecontinuouslyisnecessary.Avoidingusingthesharplyturningcouldleadtheairflowpassingthebodylogically,delaytheairseparation.Finally,bytheresult,bothrearspoilerandwheeld

5、eflectorwerepowerfulmethodstoreducethedrag.【Keyword】lowdragbody，bodydragreduce，chassisdragreduce1前言随着全球石油储备量的不断减少及人们环保意识的不断增强，低能耗、低排放已成为汽车产品的重要指标。优良的空气动力学特性已成为经济型轿车在激烈市场竞争中胜出的一大法宝，研究表明，降低整车所受空气阻力是一种较为高效经济的降低整车油耗的途径，乘用车气动阻力系数降低0.01，每百公里可节省汽油0.04L，减少1g碳排放。本文以某经济型三厢阶背式轿车

6、一轮造型方案为研究对象，使用数值仿真方法对无机舱平底盘模型的外气动特性进行详细分析，找到对整车外流场分布影响较大的因素，并对其进行改进，得到低阻车身造型方案，进而使用数值仿真和风洞试验相结合的方法，对全细节模型进行分析，使用气动附件降阻方法对车身底部流场进行整流，进一步降低了整车风阻系数。2外流场分析2.1分析模型与仿真策略本文使用数值仿真方法对某经济型三厢阶背式轿车一轮基础造型进行外流场分析，使用Hypermesh进行前处理，用Tgrid软件进行体网格划分，图1为使用Tgrid软件生成的体网格截图，在设置体网格尺寸时，对车身重点

7、关注部位（如车身尾部等）进行网格加密处理，最后生成体网格数量约为13，000，000左右。使用Fluent软件进行仿真计算，选用Reliablek-ε湍流模型，计算域入口为速度入口，计算域出口为压力出口，来流速度30m/s。经验表明，在此模拟条件下，仿真结果与风洞试验结果的相对误差较为稳定。图1体网格布置方案2.2外流场分析2.2.1基础造型分析为更准确的分析基础造型的外气动特性，应找到对整车外流场分布影响较大的因素，通过观分离位置察车身表面流场分布，发现在前轮口附近存在较为明显的气流分离现象，如图2所示。分析图2可知，此处气流分

8、离现象主要是由轮口外凸引起轮口的，若向内收缩轮口线条，更好的引导来流平缓流过此处，可减少气流分离。图2车身表面速度分布图对车身后部流场特性进行分析，图3为基础造型总压为0的等值面图，由图3可知，基础造型尾部真空区面积较大，在后尾灯后部有较为明显的气