CFD在某轻卡车身外流场中的应用.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.19.049CFD在某轻卡车身外流场中的应用张鑫（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：CFD（计算流体力学）软件以电子计算机为工具在汽车动力学上得到广泛应用，使用离散化的数学方法，对问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，从而预测和改进汽车的气动性能，对汽车产品设计起指导作用。利用CATIA软件对某轻卡车身（含驾驶室、货厢）进行三维建模，并利用ANSYSFLUENT模块对其外流场进行数值模拟，通过所得数据分析车身外流场实际情况，为优化汽车性能提供理论依据。关键词：CFD

2、；车身；外流场；数值模拟中图分类号：U467文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)19-146-03TheapplicationofCFDinalightcardbodydrainZhangXin(Anhuijianghuaiautomobilegroupco.,LTD.,AnhuiHefei230601)Abstract:CFD(ComputationalFluidDynamics)bymeansoftheelectroniccomputeriswidelyusedinvehicledynamics,usingthemathemati

3、calmethodofdiscretization,tocarryouttheproblemsinthenumericalexperiment,computersimulationandanalysis,topredictandimprovetheaerodynamicperformanceofvehicle,andtoplayaguidanceroleofvehicleproductdesign.UsingCATIAtodo3dmodelingofacertainlighttruckbody(includingthecabinandpackingca

4、se),andusingANSYSFLUENTtomoveontothesimulationofexternalflowfield,throughthedatafromthecabtoanalyzeactualsituationofexternalflowfield,astoprovidetheoreticalbasisforoptimalperformance.Keywords:CFD;lighttruckbody;externalflowfield;numericalsimulationCLCNO.:U467DocumentCode:AArticl

5、eID:1671-7988(2017)19-146-03汽车行进时所受阻力大致可分为机械阻力和空气阻力两引言部分。随着车速的提高，空气阻力所占比例迅速提高。汽车空气阻力由压力阻力和摩擦阻力构成，压力阻力又分为形状汽车空气动力学（Automobileaerodynamics）空气动力阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力，压力阻力对空气学的一个分支，是研究汽车与周围空气在做相对运动时两者阻力影响最大，约占91%。之间相互作用力的关系及运动规律的学科，还是汽车设计当中的一项重要环节，影响着车辆的动力性、经济性与操纵稳1车身建模及网格划分定性。从整车性能层面而

6、言，气动阻力在影响车辆驱动力的同时影响燃油消耗率。采用CATIA软件来建立驾驶室、导流罩三维模型，货厢采用简易模型。为了提高计算效率，对模型实体表面进行作者简介：张鑫（1993-），男，助理工程师，就职于安徽江淮汽车简化处理，雨刮器、门把手、后视镜等部件忽略，其他不影集团股份有限公司轻型车研究所，主要从事汽车底盘方面的设计工响流场或影响较小的的部位做平整处理。作。模型参考实际尺寸，外形长度9835mm，宽度2550mm，2017年第19期张鑫：CFD在某轻卡车身外流场中的应用147高度3900mm，货厢宽度2400mm，高度2691mm，几何模型3外流

7、场仿真的结果与分析如图1。迭代300步后发现计算已收敛，图3为残差变化情况。通过后处理可以得到任意截面的压力云图、速度云图、速度矢量图。图1车身三维模型将三维模型转换为STP格式导入ANSYS，利用集成在Workbench平台中的ICEMCFD生成表面网格，使用自动生成与人工干预相结合的方式生成计算网格，为简化计算取对称面网格如图2。图3图4、图5、图6、图7为对称截面的车身外流场压力云图、速度云图、速度矢量图、涡流动能云图。图2对称面流域网格示意采用四面体网格单元对模型划分为232553个单元，网格质量如下：图4对称截面的车身图5对称截面的车身外流场

8、压力云图外流场速度云图2边界条件确定与数值仿真在静止空气中建立绝对坐标系，汽车在静止空气中以匀