计及车身附件气动干涉影响的汽车流场数值仿真研究

以降低汽车气动阻力、获得最优气动造型为目的,应用计算流体动力学方法对某轿车内外流场进行了数值仿真,分析并总结了车身附件气动干涉和发动机舱内空气流动对整车气动性能的影响.计算结果表明:车身附件对整车气动特性有较大影响.其中,底部结构和轮胎的影响较大;余者(后视镜、雨刮器和门把手)的影响很小.考虑了车身附件的影响后,气动阻力约增加23%;加上发动机舱内空气流动的影响,整车气动阻力共增大约35%.分析还表明,车轮的转动有利于改善车底气流与尾流的相互作用,使气动阻力稍有降低.     

某SUV气动减阻优化及其流场机制

为了提高整车燃油经济性,本文以某款SUV车型为研究对象,将仿真与试验相结合改善汽车行驶过程中的气动阻力系数。首先通过风洞试验确定对整车气动阻力有重要影响的区域或部件,其次对气动阻力系数贡献值较大的部件或区域进行减阻优化。结果表明,前轮阻风板、尾灯和尾翼对整车气动阻力系数贡献值较大。对前轮阻风板的改型,有效降低正压区面积以及减弱车轮干扰阻力;对尾灯和尾翼的优化设计,改善了尾部负压区,缩短了分离流在后窗上部的再附着的距离。基于本征正交分解方法进行局部流场信息的提取和分析可知,1阶与2阶模态主要构成了该SUV尾流场的关键流态。经试验与仿真验证,相比于初始方案,气动优化组合设计减阻率可达7.5%。本文为新一代SUV改型与升级换代提供了理论基础与技术支持。     

前阻流板对汽车气动性能的影响(续1)

文章针对某轿车模型,从整车减阻的目标出发,利用STAR-CCM+软件,采用空气动力学数值模拟的方法,研究了汽车前部阻流板对整车气动阻力和冷却模块通风量等影响。结果表明,通过在前车体下部添加阻流板,整车的气流状态得到改善,具有减小整车气动阻力和提高冷却模块的冷却性能等重要作用。阻流板的高度和位置是影响其减阻效果的关键因素。通过添加前阻流板和封闭前格栅等措施,达到了预期的整车减阻目标。     

汽车底部复杂流场的主动和被动控制减阻方法研究

针对汽车底部复杂流场结构存在的问题及其对汽车燃油经济性的影响,以降低气动阻力为目标,采用计算流体动力学方法研究了侧风工况下汽车底部复杂流场的主动和被动控制减阻方法,设计了阻流板、侧裙、底部抽吸控制槽和尾部气流喷射控制槽4种减阻方案,分析了各方案对气动阻力的影响和减阻机理。研究结果表明,减阻效果与横摆角、阻流板高度、侧裙高度、底部控制槽抽吸速度和尾部控制槽气流喷射的速度与角度有关,4种减阻方案的气动阻力最大降幅分别为9.4%,10.4%,13.5%和4.7%。在实际使用过程中,宜根据汽车运行环境采用动态控制方法,以达到最优减阻效果。汽车模型风洞实验验证了本文中数值计算方法的准确性,研究结果可为汽车设计提供参考。     

尾部结构外形对轿车气动阻力影响的试验研究

对某斜背造型轿车模型分别在基本状态、不同尾部导流片、尾部挡板和尾部下端倾角状态下进行了气动特性的风洞试验研究,获得了不同尾部结构外形对轿车气动阻力的影响规律,为实车减阻装置的应用研究提供了依据和参考。研究结果表明,对于斜背造型的轿车,安装尾部导流片会明显增大气动阻力,气动阻力的最大增加量可达26.41%;安装尾部挡板,气动阻力约有0.65%~3.18%的增加量;在20°的尾部下端倾角范围内,0°尾部下端倾角下的气动阻力最小,随着尾部下端倾角的增大,气动阻力会逐渐增大,相比于0°尾部下端倾角下的气动阻力,最大增加量约为4.93%。     

纯电动汽车在低温环境下的扭矩控制

纯电动汽车通过动力电池中的化学能驱动电机工作,动力电池是纯电动汽车的能量源头,现有动力电池一般为锂离子电池,其化学活性与温度关联度较大,温度越低电池输出功率越小.在温度极低的情况下,当驾驶员大油门起步或急加速时,扭矩需求较大,电池输出功率增大,如果电池活性不足,会导致电池欠压故障.整车控制器根据温度从控制策略角度进行预判,限制扭矩,保证整车正常工作,保护电池安全.     

基于纯电动车辆动力系统阻力特性的底盘测功机阻力设置研究

利用某乘用车车辆平台,以提高底盘测功机整车阻力模拟质量为研究目的,开展纯电动汽车变速器、电机系统总成及整车阻力研究,结果表明:永磁同步电机在整车空挡、接通电源条件下拖动运行时电机总成外在阻力随转速变化无一定规律,导致滑行法测试的整车阻力在二次曲线拟合时精度下降及在底盘测功机上模拟时准确性下降。提出整车滑行阻力与测功机反拖车辆得到的阻力差作为底盘测功机加载阻力的方案,以提高测功机模拟车辆阻力的准确性,通过试验验证,方案有效。     

某皮卡车型气动阻力CFD仿真优化

某改款皮卡的气动阻力不满足新阶段燃油经济性目标要求，为此建立全尺寸细节的整车外流场有限元模型，运用CFD (Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)对其气动阻力进行分析及优化。优化后发现，前轮阻风板和机舱下护板具有较好的降阻效果，在车速100 km/h时可以降低气动阻力约31.7 N，并且通过实车道路滑行试验验证了实际降阻效果。基于验证模型，分析尾部扰流装置、货箱尾门高度和货箱侧翼板对气动阻力的影响，为下一代皮卡车型的气动阻力性能开发提供参考。     

轻卡外流场数值模拟及货箱优化设计

对某轻卡进行外流场的数值模拟,通过对模型的流场特性的分析,研究气动阻力产生的主要原因。将车厢高度和车厢与驾驶舱距离作为两个影响因子,采用拉丁超立方设计方法和最小二乘法创建二阶响应面模型,利用混合整型优化法进行参数优化,优化后与原型设计相比,整车气动阻力明显减小,表明该方法能有效地提高整车空气动力学性能和CFD优化效率。     

电动汽车电驱动系统动力性匹配设计

为了准确研究电动汽车的动力性能,依据汽车行驶方程、动力学方程等设计理论和对驱动系统的性能、布置要求,从整车加速性、爬坡、最高车速等设计指标进行了驱动系统的匹配,根据匹配结果对电机选型,并从电机外特性角度分析了整车加速时间。利用软件对整车动力系统的目标重新校核,结果符合整车动力性能目标。对选型后的整车动力性进行了测试,测试结果与整车需求目标高度吻合,为电动汽车动力性能匹配设计提供了参考。     

摩托车及驾驶员气动特性的数值模拟研究

基于计算流体力学(CFD)的数值模拟技术,研究摩托车部件及驾驶员对整车气动特性的影响.对通过数值模拟获得的摩托车周围的流场、气动阻力系数和速度分布进行了深入分析;就风挡导流罩、驾驶员和摩托车本身的不同组合对整车气动阻力的影响进行了归纳;最后提出了一些减小摩托车气动阻力的具体建议.     

某MPV车型的尾翼气动优化研究

为优化某MPV车型的气动性能,基于风洞试验结合试验设计优化方法对其尾部的尾翼零件包括尾翼本体和侧面饰板进行多参数的优化。通过在风洞试验中的优化获得了该车型尾部的气动最优造型方案,相比原始造型方案,整车阻力降低约2.9%。之后对优化前后的造型方案进行了CFD仿真,对比了优化前后的压力分布和流场的差异,分析了整车阻力降低的原因。最后通过对比整车各区和零件上的阻力变化进一步验证了阻力降低的原因,为MPV车型的尾部气动开发提供了优化方向。     

Air Dam对整车气动性能的影响

为进一步提高整车气动性能,降低油耗,通过风洞气动试验,研究了air dam不同安装位置、高度和结构对整车风阻系数和前端进气的影响。结果表明:1在满足整车造型要求的基础上,air dam的安装位置应尽可能前移;2Air dam在拐角处的结构很关键,需要精心设计;3相对于安装位置而言,air dam的高度对前端进气量的影响较大,故在满足路阶和接近角要求的条件下,应尽量取较大值。     

风洞试验中车辆锚定方式对气动力测量的影响分析

利用国内首个整车气动-声学风洞对某车辆在两种锚定方式下的气动力进行测量。结果表明,传统的浮动模式在高风速时车尾上翘,且上翘高度随着风速增加而增大。导致气动阻力系数比固定模式大,最大差值0.006。风速高于100km/h时气动升力系数比固定模式小,最大差值0.007。因此,整车气动力测量时应考虑锚定方式的影响,根据试验目的和条件合理选择车辆锚定方式,以保证测试精度。     

滑行法和查表法对续航里程的影响

目前,响应国家节能减排的国家战略,电动汽车飞速发展,但是电池包能量密度远低于汽油,新能源车的续航里程普遍较燃油车偏低,故续航里程是新能源开发中的一个难题。在续航里程测试过程中,道路滑行曲线是最大的影响因素。目前新能源电动汽车正在实施的标准是GB T 18386-2017《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》,该标准使用滑行法和查表法进行测试,滑行法和查表法得到的整车阻力存在较大的差异,故对于续航里程也有较大差异。文章利用试验的方法对比滑行和查表法的续航里程,找到两种整车阻力续航方法的续航差异,指导整车续航里程开发。     

某SUV车型底部气动附件的开发与研究

以空气动力学仿真分析为前期开发工具,以气坝、发动机机舱底护板为研究对象,针对某SUV车型的空气动力学附件进行了整车气动性能分析与优化,通过实车风洞试验验证了气动附件良好的降阻效果。通过整车散热性能试验、阻力滑行试验及高速操纵稳定性试验可知,增加以上气动附件,能够在满足整车散热性能的同时降低油耗,提高车辆的高速操稳性能。     

关于摩托车导流罩的造型（1）

摩托车导流罩起着提高整车美感和顺导气流，改善整车空气动力特性的作用。因此，导流罩的造型应满足空气动力学性能和美学要求。同时它对摩托车的气动阻力，气动升力，气动侧向力等摩托车的空气动力特性有着重要影响。     

纯电动汽车能量消耗优化仿真与试验研究

文章通过建立纯电动汽车能量消耗数学计算模型,研究了整车阻力、能量回收、动力电池系统、电驱动系统、电气系统、充电系统等6个方面对能量消耗的影响,从仿真分析和试验分析两方面研究了纯电动汽车能量消耗优化的措施,可以针对性地改进车辆能量消耗,提升整车续驶里程,为纯电动汽车各系统的参数设计与优化提供了依据。     

新型纯电动汽车动力系统控制研究

从整车纵向动力学集成控制角度出发,提出了一种新型的纯电动汽车速度分级调控系统。将加速踏板开度区间转化为对应的分级目标车速,建立基于模糊PID控制的车速闭环反馈自调节整车动力控制系统,并在Matlab/Simulink中搭建系统模型,进行了仿真试验。研究结果表明,该系统克服了传统控制系统中存在的反复修正、操作繁琐等缺点,能在纯电动汽车典型行驶工况下满足车辆操控要求,具有较大的实用价值。     

集装箱半挂运输车气动特性的数值仿真及改进

为降低车身的气动阻力,文中应用CFD软件对某款集装箱半挂运输车简化模型进行数值仿真,以揭示车身周围空气流动的机理.首先分析了原车型的车身周围流场的流动特性,然后加装导流罩并研究改变其圆角半径和驾驶室与集装箱的间距对整车气动阻力系数的影响规律.