基于STAR-CCM﹢的某轿车减阻优化研究.pdf

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1、·2016中国汽车工程学会年会优秀论文(选登)·基于STAR—CCM+的某轿车减阻优化研究李林林强陈建超董明明吴迪(长安汽车公司汽车工程研究总院，重庆401120)【摘要】应用STAR—ccM+软件对长安汽车某款轿车进行了整车空气动力学仿真分析。通过仿真分析找到了影响空气阻力系数的关键零部件，并对进气格栅、前唇、轮胎挡板、冷却模块挡板及前端封装板进行了优化，优化后风阻降低效果明显。试验结果表明，仿真结果与试验结果具有较好的一致性，验证了整车空气动力学仿真分析的有效性和可行性。主题词：轿车风阻系数

2、空气动力学仿真优化中图分类号：U46I．1文献标识码：A文章编号：1000—3703(2016)09一0004—04ACarDragReductionOptimizationResearchBasedonSTAR—CCM+LiLin，LinQiang，chenJianchao，DongMingming，wuDi(ChanganAutoR&DCenter，ChanganAutomob订eCo．，LId，Chongqing401120)【Abstract】Vehicleaemdynamicsimul

3、ationanalysiswasmadetoonecarfmmChanganAulousingsoftwareSTAR—CCM+．7rhekeypartsthata“Iecteddmgcoef矗cjentwereidentinedchmughsimulativeanalysis，andtheincakegriJle，f而ntlip，tiItb枷e，coolingmoduleb棚eandthefron卜endenclosurewereoptimized，whichhadobviouseff毫ctr

4、educingairdrag．Testresultsshowedthatthesimulationresultagreedwellwithtestresults，provingvalidityandf色asibilityofvehicleaerodynamicsimulativeanalysis．Keywords：Passengercar，Dragcoemcient，AerodynamicSimulation，Optimization1前言2CFD计算分析理论基础汽车空气动力特性是汽车的重要性能

5、之一，它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性和安全性⋯。汽车的气动阻力与车速的平方成正比，且气动阻力所消耗的功率和燃油又与车速的立方成正比，因而通过汽车空气动力学的研究来降低汽车气动阻力、提高发动机燃烧效率、改进发动机冷却效果，不仅可提高汽车动力学性能，而且还可改善燃油经济性。对于高速行驶的汽车，因为气动阻力对其各项性能的影响占主导地位，所以良好的空气动力稳定性是汽车高速、安全行驶的前提。参考国内外汽车风阻优化相关文献”“，本文利用计算流体力学软件sTAR—CCM+对某自主品牌汽

6、车进行了整车空气动力学CFD计算，并分析了汽车表面压力分布及速度流场分布，根据分析结果对影响空气阻力系数的汽车关键零部件进行了优化，并通过汽车风洞试验对优化方案进行了试验验证。一4一控制所有流体流动的基本定律包括质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，由它们可以分别导出连续性方程、动量方程(又称纳维尔一斯托克斯方程)和能量方程，它们联立得到的纳维尔一斯托克斯方程组(N—s方程组)是流体流动所需遵守的普遍规律，现代工程中应用最广泛的是雷诺时均N—S方程。基于所研究汽车运动的实际情况，可以认为汽车

7、流场为三维、定常、等温、不可压粘性湍流流动，其质量与动量守恒控制方程为不可压缩雷诺时均N—S方程一4I。3计算模型建立3．1几何模型对该车的车体表面及发动机舱内部进行了适当的简化处理，去除了一些基本不影响气流流动的细小管路、螺栓等小部件，保留了机舱及底盘的全部结构。同时，为了能够保证流体网格的质量，将部分零件进行了适当的简化处理，此过程在前处理软件HypeHnesh中进汽车技术■悱川。夕觥化》嗣在Hype珊esh中完成几何处理、面网格划分后，将几何模型导入STAR—CCM+中完成包面、面网格优化

8、及体网格的划分。在车体表面的不同区域采用了不同的网格尺寸，对关键部件进行不同程度的细化，设置了多个局部加密区后划分成约1500万Trim体网格。建立的计算域如图2所示。图2中，L为车长，其进口距车身前端为3L．H二汁钟．域3．2边界条件设定本文采用RealizableK—E湍流模型设置边界条件，计算域的壁面参数采用STAR—ccM+推荐的Two—LayerAUv+wallTreatment设置。设定计算域整车前面为速度人口，速度为28ITl／s，计算域出口为压力出口边界，其它为固壁。冷凝器、散热