汽车风洞地面效应模拟系统影响的研究.pdf

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1、汽车工程2016年(第38卷)第12期AutomotiveEngineering2016(V01．38)No．122016226汽车风洞地面效应模拟系统影响的研究张英朝，詹大鹏，赵婧，张姥，李杰(吉林大学，汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130022)[摘要]为降低汽车风洞地面效应对试验结果的影响，采用数值模拟的方法对吉林大学汽车风洞进行了研究，分析了移动带、垂直抽吸装置和二者的共同作用对试验的影响，并通过试验揭示地面效应模拟系统对汽车模型阻力系数的影响。结果表明，移动带和垂直抽吸装置均能有效地减小地面边界层的厚度，改

2、善地面附近的流场，而使阻力系数增加，其中，抽吸系统的影响更为显著；同时使用这两种装置能获得对地面效应的最佳控制。关键词：汽车空气动力学；计算流体力学；地面效应；移动带；抽吸装置AStudyontheInfluenceofGroundEffectSimulationSysteminAutomotiveWindTunnelZhangYingchao，ZhanDapeng，ZhaoJing，ZhangZhe＆LiJieJilinUniversity，StateKeyLaboratoO"ofAutomotiveSimulatio

3、nandControl，Changchun130022『Abstract]Toreducetheinflueneeofgroundeffectinautomotivewindtunnelontestresults，anumericalsimulationiSusedtoconductastudyonJilinUniversity’Sautomotivewindtunnel，andtheeffectsofmovingbelt，vertiealsuctiondeviceandthecombinationofbothdevic

4、esontestresultsareanalyzed．AwindtunneltestiSalsoperformedtorevealtheeffectsofgroundeffectsimulationsystemonthedragcoefficientofvehiclemodel．There—sultsshowthatbothmovingbeltandsuctiondevicecaneffectivelyreducethethicknessofboundarylayer，improvetheflowfieldnearroa

5、dsurfaceandincreasethedragcoemcientmeasured．inwhichtheeffectofsuctiondeviceiSmoresignificant．Theuseofbothdevicescanachievethebestcontrolofgroundeffect．Keywords：vehicleaerodynamics；CFD；groundeffect；movingbelt；suctionsystem日!j舌汽车空气动力学对汽车的燃油经济性和安全性有着重要的影响，改善其气动性能对于提

6、高汽车动力性，降低油耗有着重要的意义。1I。汽车风洞是进行汽车空气动力学试验的重要设备，在道路行驶中，汽车向前运动，而空气和地面不动，汽车与周围的空气的相对流动导致车身周围的气压发生变化，从而产生了阻力；在风洞试验中，汽车静止不动，利用风洞来形成一定速度的流动气体，气体在流经汽车时同样会使车身周围的压力发生变化，从而模拟汽车在道路行驶中的状况。2。3o，根据相对运动的原理，汽车风洞中的地板也应相对于汽车运动，如图1所示空气静止翻隧鑫豳空气运动___■鼐型鱼地面静止地面运动霎曩l§委图1道路行驶(左)与f；‘l洲酞验(右)

7、示意图由于空气在流经物体或平板表面时会形成边界层，理想的风洞试验中，地板是运动的，地面边界层的分布如图2中III所示，如果地板不运动，气流在流经汽车底部时同时受到车身和地面的作用，会在车身底部和地板上形成边界层，而在道路行驶中，地面是固定的，地面上不会形成边界层，如图2中I与II所示；地面边界层的存在会对汽车底部的流场造原稿收到日期为2015年11月24日，修改稿收到日期为2016年1月18日。张英朝，等：汽车风洞地面效应模拟系统影响的研究．1435．成干扰，影响汽车风洞试验的结果。过厚的地面边界层会使测量的阻力系数减小

8、，升力系数增加，因此需要对地而边界层进行一定的控制‘4“]。风洞试验(地面静』j几门_______一是簸空气冈冒务．亟≥盛图2边界层分布1，／弋割●—』==±L，／＼／／汽车的气动特性与汽车底部流场的分布有密!{：Jj关系，地面模拟的真实性对气动试验有较大的影响‘7o，为减小边界层的影响，须对地板进行合理的设计。目前