TJ—Ⅱ汽车模型风洞地面边界层控制机理和控制设备研制

本文叙述了对同济大学ＴＪ－Ⅱ号汽车模型风洞地面边界层利用抽吸法进行修正的过程。通过在以ＴＪ－Ⅱ风洞为原形的１：６模型小风洞进行模拟对比实验，得出具有最佳抽吸效果的一系列参数，并应用于ＴＪ－Ⅱ风洞取好效果。     

基于计算流体力学软件的汽车风洞流场及其边界层控制的研究

本文叙述了以计算流体力学软件PHOENICS为工具，以同济大学TJ-2号汽车模型风洞为原型在计算机中建立虚拟风洞以及边界层控制装置，进行流体力学仿真计算，分析了采用控制装置后边界层的变化。为汽车风洞及相关设备的开发提出了一种省时、经济、直观的方法。     

闭口风洞中汽车模型试验的阻塞修正

本文给出了汽车模型在闭口风洞中进行试验的阻塞干扰修正方法－－镜像法。修正分析为实体阻塞修正和尾流阻塞修正并得出阻塞总体修正公式。最后对理论修正公式进行了实例分析。     

EQ1092型载货车加装气动附加装置的模型风洞试验研究

在KD－3型低速风洞中采用1：10的EQ1092汽车模型进行风洞测力试验，研究了对该模型底部，车箱两侧作平整处理，装前阻风板，驾驶室与货箱间圆滑过渡等改型方案对其气特性的影响。结果表明，加装适当的空气动力学 加装置能有效地提高汽车的气动性能，加装形状合适的阻风板能降低空气阻力6．25％，各附加装置的组合使EQ140汽车模型的空气阻力系下降11．9％。     

汽车模型风洞试验支架干扰修正的试验研究

通过对汽车模型风洞试验腹部支架干扰的分析，提出了测量支架干扰的“空装模型法”。四种不同的汽车模型支架干扰测试结果表明，气动阻力系数的支架干扰量ΔＣＤ可占修正后气动阻力系数ＣＤ的１０％￣３０％。     

基于风洞试验与CFD分析的汽车前后轴气动升力计算的研究

本文中基于HD-2风洞耦合CFD分析,研究分别求取汽车前、后两轴气动升力系数的方法。首先进行HD-2风洞缩比模型测力试验,测得总的气动阻力和气动升力。接着通过力学分析,根据六分力力系平衡方程,推导出前后两轴升力系数计算公式,提出基于HD-2风洞耦合CFD分析的汽车前后轴气动升力系数求解流程;在此基础上,进行了基于LBM粒子法的外流场CFD数值仿真,再将仿真得到的气动阻力、升力和侧倾力矩代入系数计算公式,求得前后轴仿真计算升力系数,并与基于试验测得升力的计算结果进行对比。本研究为汽车车身造型优化提供了参考。     

SST湍流模型在汽车绕流仿真中的应用

采用基于k-w模型的SST(剪切应力输运)湍流模型，综合了k-w和k-ε湍流模型在边界层内外计算的优点，在数值试验和实际应用中表现出其准确及时预测分离的特性。计算结果与汽车模型在小型风洞中的试验结果比较吻合。尤其是关于湍流现象的模拟更是与现实物理情况一致。     

1092型载货车加装气动附加装置的模型风洞试验研究

在KD-3型低速风洞中采用110的EQ1092汽车模型进行风洞测力试验;研究了对该模型底部、车箱两侧作平整处理,装前阻风板,驾驶室与货箱间圆滑过渡等改型方案对其气动特性的影响.结果表明,加装适当的空气动力学附加装置能有效地提高汽车的气动性能,加装形状合适的阻风板能降低空气阻力6.25%,各附加装置的组合使EQ140汽车模型的空气阻力系数下降11.9%.     

汽车模型风洞试验方法研究

汽车模型风洞试验是汽车开发过程的一项重要手段。本文就汽车模型风洞试验的条件，方法及现阶段模型风洞 汽车开发中的作用等进行了分析。     

汽车模型低速风洞试验的研究

首先阐述汽车模型风洞试验的理论依据。然后，介绍风洞试验的设备及地板模拟技术。最后，对低速风洞中汽车模型的测力试验、表面压强分布测量试验及流态显示试验进行了探讨。     

导流翼片的倾角和长度在降低大后壁车辆气动阻力中的作用

利用1／16缩比的公共汽车模型及不同倾角和长度的导流翼片，在一带有可移动地面和边界层吸收装置的开放型风洞中进行了在车辆后端面的4边上安装导流翼片时车辆后部尾流区的压强恢复及气动阻力降低的实验。对导流翼片的倾角和长度在降低大后壁车辆气动阻力中的作用及机理进行了研究。找到了能使车辆的气动阻力降低20％左右的导流翼片最佳长度及倾角。     

汽车风洞试验中的雷诺数、阻塞和边界层效应问题综述

对汽车风洞试验中的雷诺数、阻塞和边界层效应进行了分析并得出若干结论:首先,采用缩比模型时,雷诺数将对气动力测量产生影响,雷诺数过低通常会使阻力系数测量值偏大约1%～2%,而更低的局部雷诺数甚至会改变局部气流特性;其次,有限的风洞尺寸必然产生阻塞效应,它影响气动力和试验参考风速的测量,但可以通过适当的经验方法和合理的标定程序进行修正;最后,风洞固定地板产生的边界层会干扰车辆底部和车轮附近的气流.如果没有任何边界层控制措施,气动阻力测量值会偏小,而升力测量值偏大;且底盘越低误差越大,因此须采取合理的控制方案以降低边界层对气动力测量的影响.     

模型比例和风洞截面对汽车气动性仿真影响的研究

模型比例和风洞截面对汽车流场产生影响。应用FLUENT软件,分别对不同的车模比例和风洞截面形状进行气动性能仿真。结果表明：阻塞比在一定范围内,汽车气动参数变化平缓;选用不同的阻塞比在三种典型风洞模型中进行仿真计算,结果相差很大;闭式风洞的阻力系数较开式风洞高,开式风洞的升力系数较闭式风洞高。     

扁平箱形桥梁断面静气动力系数雷诺数效应研究

在较大的雷诺数范围内测量了不同宽高比箱形桥梁断面的三分力系数,研究了三分力系数雷诺数效应以及宽高比对断面三分力系数雷诺数效应的影响。流线型桥梁断面的阻力系数、升力系数都有明显的雷诺数效应。宽高比对断面的三分力系数雷诺数效应有明显的影响。低雷诺数风洞试验得到的三分力系数用于实桥分析时偏于保守。     

Aerodynamic coastdown analysis of a passenger car for various configurations

Experimental coastdown analysis were performed on a full scale passenger car model FIAT Linea to obtain the drag coefficients for three different test configurations as engine-cooling airflow closed with smooth underbody, enginecooling airflow closed with detailed underbody, and engine-cooling airflow open with detailed underbody. The comparison of the drag coefficients for all three coastdown configurations were in good agreement with the CFD results and FIAT wind tunnel results. The coastdown tests predicted the model drag coefficients 5.3 % to 7.8 % less than FIAT wind tunnel drag coefficients for three test configurations. The contribution of the engine-cooling airflow and the detailed underbody configuration on the total drag coefficient were measured as 9.6 % ~ 10.4 % and 14.6 % ~ 16.7 %, respectively in the coastdown, FIAT wind tunnel tests and CFD analysis. In the CFD analysis,steady RANS equations were solved by STAR-CCM+ code. The turbulence model was selected as realizable k-ε two layer model. Model surface pressure contours were compared for all three test.     

全尺寸汽车空气动力学风洞相关性及修正研究

全尺寸汽车空气动力学风洞是汽车空气动力性能重要的研究平台与开发工具。但风洞间测试结果普遍存在差异，这对气动性能的研究与分析造成了一定的困难，因此有必要开展风洞间的横向相关性和修正研究，提高风洞测试结果的统一性和一致性。分别对德国和中国的两座全尺寸汽车风洞进行实车风洞测试，开展风洞相关性及修正研究。研究表明，对于同一工况，不同风洞间的测试结果存在一定差异，但不同工况与基础工况间差异变化趋势一致，大小相似，不同风洞间的测试结果能建立较好的相关关系，形成相关性线性函数。通过空气阻力系数C D 修正方法，可以减小风洞间由结构尺寸、流场参数导致的系统性误差，修正后的风洞间空气阻力系数C D 测试结果差异降低了近60%。     

基于圆形断面的隧道温度场有限差分计算模型

除了少数圆形隧道外,大部分山岭交通隧道断面采用马蹄形或端墙式等形状。在隧道温度场的预测中,圆形断面模型能否代替马蹄形等实际隧道模型,其适应性值得研究。应用基于空气－衬砌－围岩的对流－导热耦合作用控制方程的有限差分方法,建立圆形断面模型对东北寒区马蹄形隧道温度场进行计算,并与现场实测温度场进行对比。结果表明： 1) 圆形断面隧道模型有限差分计算方法克服了通用有限元软件建模复杂、对硬件要求高的弊端,考虑了隧道内风流速度和入口风流温度的影响,在隧道温度场的预测计算中能够满足工程使用要求。2）隧道内风流速度和入口风流温度对隧道温度场影响较大。本文算例中,入口风流温度每升高10 ℃,二次衬砌表面温度升高约7.2 ℃,增幅均匀;从1～5 m/s,洞内风流速度每增大1 m/s,二次衬砌表面温度降低的幅度为6.6、2.7、1.5、0.9 ℃,降幅越来越小。     

厢式载货汽车模型风洞试验技术的研究

风洞试验是进行汽车空气动力学研究的重要手段，介绍了试验数据系统，论述了用小型航空风洞进行厢式载货汽车模型试验时雷诺数，堵塞比，模拟地板等重要技术问题，给出厢式载货汽车改善气动阻力特性的试验结果。     

汽车风洞双车试验来流湍流特征研究

基于自主研发的真实道路来流参数测量系统,对多地区、多场景真实道路行驶来流湍流强度进行了测试,发现车辆道路行驶时来流湍流强度远高于风洞水平,道路平均湍流强度为4%,沿海地区湍流强度最高可达20%,在跟车或超车时湍流强度可达 28%。在汽车风洞内模拟了道路行驶跟车、超车等试验场景,对测试车辆气流环境进行了采集分析。结果表明,跟车和超车时,后车来流湍流强度较高且伴随有速度损失,湍流强度及速度损失大小与前车尺寸和跟车距离有关,湍流强度分布范围为2%～33%,与道路实测相当,且速度损失最大为19%。进一步探究了前车放置角度、风洞风速对后车来流湍流强度的影响规律,建立对后车来流湍流强度定量调节的方法。完成了双车风噪测试,结果表明,风洞内高湍流强度环境车内风噪测试调制频谱结果与道路行驶测试结果相符,车内风噪频谱曲线差异主要集中在小于70 Hz的低频段。     

山区峡谷桥址地形模型过渡段优化

针对山区峡谷桥址地形模型入口边界确定问题，以贵州省湘江特大桥桥址处地形为依托，选择维多辛斯基曲线作为地形模型过渡段的基本曲线形式，采用计算流体动力学方法对不同曲线参数进行计算，并结合关联度权重确定法确定最优过渡段曲线参数。在此基础上设计并制作了几何缩尺比为1：1 500的桥位地形模型，分别进行了有、无过渡段地形模型的风洞试验，对比了地形模型有、无过渡段对桥位桥面高度处横桥向风速、风攻角以及桥梁总长1/4跨、1/2跨、3/4跨风剖面的影响。过渡段曲线的二维数值模拟结果表明：采用最优过渡段可有效降低模型边界后方气流等效风攻角，并最大程度地保持入流风速，减小过渡段后湍流度；设置过渡段后风速场分布特性与入流参考风速场分布特性的一致性较好。地形模型风洞试验结果表明：曲线过渡段使风剖面逐渐抬升，气流过渡平缓，不存在明显的加速效应，剪切层发展较慢；设置过渡段后不同风剖面位置处平均风速较无过渡段时大，湍流强度较无过渡段时低；设置过渡段对桥梁主梁高度处风攻角存在一定的影响，但有、无过渡段时的风攻角变化趋势大致相同；采用优化后的过渡段使风剖面逐渐抬升，减小了"人为峭壁"对地形模型试验结果的影响，主梁高度处横桥向风速总体大于无过渡段时主梁高度处横桥向风速。