侧风中前窗角度对汽车稳定性影响的数值模拟.pdf

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1、ISSN1674-8484汽车安全与节能学报，2015年，第6卷第2期06／13——CN11—5904／UJAutomotiveSaltyandEnergy,2015，Vo1．6No．2145—149侧风中前窗角度对汽车稳定性影响的数值模拟张甫仁，张金龙，屈贤，乐欢(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074，中国)摘要：侧风下汽车外流场中不同前车窗倾角下的气流流动分离规律，对汽车侧风中的稳定性有重要意义。该文建立了前车窗角度分别为20。、25。、30。、35。和40。的车身模型，使用CFD仿真软件⋯S

2、tarccm+进行数值计算，模拟了侧风为8m／s，行驶速度为20m／s时的车身外流场。结果表明：侧风中前车窗角度变化对汽车侧向力系数影响最大；前车窗角度为35o时，汽车的行驶稳定性最好，且随着前车窗角度的增大，车身底部气流在车尾的分离推迟，尾涡数量减少。对35。车身模型的剪切应力分析指出：对侧风背风侧A柱区及侧风迎风侧C柱区优化分析是进一步提高汽车侧风气动性能的研究方向。关键词：汽车工程；被动安全；前车窗角；侧风；稳定性；数值计算；气流分离中图分类号：TP391．9文献标识~i-5：ADOI：10．3969／

3、j．issn．1674—8484．2015．02．005NumericalsimulationontheinfluenceofdifferentfrontwindowangleofautomobilestabilityincrosswindZHANGFuren，ZHANGJinlong，QUXian，LEHuan(CollegeofMechantronicsandAutomobileEngineering,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074，China)Ab

4、stract：ItiSImportanIforcar’SstabilityincrosswindlhallheairflowseparationaroundlhedifferenIfronlwindowanglebodies．Carbodynumericalcalculationmodelswithfrontwindowangleof20。，25。，30。，35。，and40。werebulltusingaCFDsoftware-Star-ccm+．Theairflowfieldsaroundlhebodyw

5、eresimulatedfor20m／scarspeedin8m／scrosswind．Theresultsshowthatthelateralforcecoefficientislargeaffectedbyfrontwindowangleincrosswind；andthebodyhasbetterstabilityincrosswindwhenfrontwindowangleof35。．Theairflowseparationfromthebottomattherearispostponedwithre

6、ducingvortexnumber,asthefrontwindowanglegettinglarger．Byanalysisonbodyshearstresswith35。frontwindowangle，itispointedthattheoptimaanalysisfortheleewardsideAcolumnandforthecrosswindsideCcolumnarethedirectiontoimprovetheaerodynamicperformance．Keywords：automoti

7、veengineering；passivesafety；frontwindowangle；crosswind；stability；numericalcalculation；airflowseparation收稿日期／Received：2014—08—18基金项目／Supportedby：国家自然科学基金项目(51305472)第一作者／Firstauthor：张甫仁(1975—)，男(汉)，四川，教授。Zh—feixue@163．corn通讯作者／Secondauthor：张金龙，硕士研究生。51668535

8、5@qq．con3146汽车安全与节能学报2015年第6卷第2期高速度、轻量化使现代汽车在自然侧风和各种人1．2湍流模型工侧风下的行驶稳定性问题变得日益突出。驾驶员为控为用计算机计算流体的连续性方程与动量方程，制汽车受侧风影响时的行驶方向，往往需要连续调整需要建立湍流模型，对方程组进行封闭。本文仿真采方向盘，导致驾驶疲劳，严重时，甚至会导致交通事故]。用的湍流模型为SSTK-O模型，该模型使用壁面函