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。     

汽车空气动力学发展概况

汽车空气动力学是一门研究汽车与空气之间相互作用规律及空气对汽车性能影响的应用学科，其研究手段主要是风洞实验、计算仿真和道路实验，本文则主要介绍风洞实验。     

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%.     

用滑行试验法测定汽车空气阻力系数研究

测定汽车的空气阻力系数对开发汽车产品具有非常重要的意义，较详细地介绍了用道路上的滑行试验测定汽车空气阻力系数的理论基础，道路试验方法及数据处理方法，并给出了松花江中意HFJ6351C型微型客车的空气阻力系数的试验数据，研究表明，采用滑行试验法测定汽车空气阻力系数远比采用风洞法简单方便，且费用低廉。     

汽车气动升力风洞试验值的修正方法

分别采用数值模拟和风洞试验,研究汽车风洞移动带产生的附加升力,获得前后轮移动带静压系数和附加升力系数的数值模拟和试验结果。接着通过对静止和运动工况移动带静压系数变化的数值模拟,发现由静止工况变为运动工况后,前轮带的附加升力系数仅增加0郾004,而后轮带增加0郾008。结合静止工况的试验数据和静止与运动工况的数值模拟结果,给出了运动工况汽车风洞气动升力系数的修正公式,从而可获得被测车辆的真实升力系数。     

汽车气动阻力系数C_D风洞测量值修正技术研究

根据国外的研究,汽车气动阻力系数C_D值的修正方法主要有阻塞效应、水平浮力效应、尾流压力梯度和喷口压力梯度影响等修正。本文中在国外研究结果的基础上,提出了新的汽车气动阻力系数CD值的综合修正方法,它需要在不同风洞中进行风洞试验验证和CFD虚拟风洞试验验证,并对验证结果进行统计分析。     

汽车在环境风洞内流场的数值模拟与实验研究

为研究汽车在环境风洞内的流场特性,建立了环境风洞和整车数值模型,考虑了风洞喷口和收缩段的阻塞效应、边界层抽吸以及实验设施等对汽车流场的干扰效应,对环境风洞内汽车前方、车身和车轮周围、冷却模块以及机舱内的流场进行了数值模拟。对车身表面的静压以及车身周围和车底部的风速等进行测试,通过数值模拟结果与实验结果的对比,表明数值风洞能准确预测汽车在环境风洞内的流场特性。研究结果显示：汽车前端气流的速度分布沿着气流方向发生显著变化,越接近前端冷却模块时风速的均匀性变得越差;汽车底部气流受地面、车底和轮胎旋转等的共同影响呈现规律性的变化,车底风速沿车身纵向先增大后减小。本方法对研究汽车在环境风洞内的热气动性能以及开发数值风洞提供了新的思路和参考。     

不同转鼓加载阻力下的轻型汽车WLTC油耗差异

对车辆在转鼓上的运行过程进行受力分析,提出通过计算修正后的循环能量需求来对油耗结果进行定量分析的方法。对10辆车分别使用国六标准中规定的两种阻力加载方式——"滑行法"和"计算法"进行WLTC油耗测试,结果显示,修正后的循环能量需求差异比值同车辆综合油耗的差异比值基本一致。比较了不同参数车辆各自采用这两种不同加载方法下的WLTC循环能量需求的差异,结果表明,当车辆空气阻力系数小于0.4时,采用滑行法的油耗结果要小于计算法;而对于空气阻力系数较大的载货汽车或多用途乘用车,两种加载方式下油耗差异较小。两种阻力加载方式下的油耗差异随着车辆空气阻力系数的增大呈下降的趋势。研究结果对WLTC循环的油耗测试中车辆阻力加载方式的选择提供了依据。     

风洞法测量汽车道路行驶阻力

阐述了风洞法测量汽车行驶阻力的基本原理，并进行了风洞法和道路滑行法的对比测试试验。结果表明，风洞法和道路滑行法测得的汽车行驶阻力数值十分接近，测得的行驶阻力相对偏差在4%以内，循环能量差在±5%以内，证明了风洞法的有效性。不同车速下的C_D*A 值差异对行驶阻力的影响极小，风洞法中的等速法与减速法相比，等速法的试验结果更接近道路滑行结果。     

三维波束成形麦克风阵列在风洞测试中的应用

得益于非常安静的背景噪声（风速 140 km/h，声压级小于 58 dBA）和优秀的低频压力脉动（Cp rms ＜ 0.005），中国汽车工程研究院（CAERI）风洞中心的气动声学风洞为汽车空气动力学开发提供良好的声学测试平台。中国汽研风洞中心安装一套由 3 块麦克风阵列（3×168 通道）组成的三维麦克风阵列测试系统，对车外气动噪声源进行定位及分析。采用“声学照相机原理”，即噪声云图通过波束成形的高级算法投射到车身三维表面（3D）上进行定位显示。     

横风下π型断面大跨桥上汽车气动特性风洞试验（双语出版）

准确获得车-桥系统气动力是评估强风作用下桥上车辆运行安全性和舒适性的基本前提，为此必须考虑车辆与桥梁间存在的显著气动相互干扰。以山区大跨桥梁常见的π型断面主梁和集装箱货车为研究对象，设计并制作了1：32几何缩尺比的桥梁和车辆刚性测压模型，通过风洞试验测试了典型车-桥组合工况下车辆表面的风压分布，分析了前、后车辆干扰作用、车辆横向距离和车道组合方式等对桥上汽车气动特性的影响，并进一步分析汽车表面的风压值分布，以探究汽车气动力系数变化的机理。研究结果表明：前、后车辆间的干扰、车辆横向距离的改变对汽车的侧向力系数、阻力系数和升力系数均有较大影响，但对汽车的力矩系数影响较小，且汽车的力矩系数具有一定的离散性；车道组合方式中测试车辆位置的改变对汽车气动特性的影响大于干扰车辆位置的改变对汽车气动特性的影响，且车辆组合方式的改变对汽车的力矩系数基本没有影响；受桥梁π型主梁断面的影响，汽车侧向力系数的变化趋势与Coleman规律下的变化趋势不同。     

紊流影响下车-桥系统气动力特性风洞试验

为了研究横风作用下紊流参数对车-桥系统气动力特性的影响，以典型32 m简支梁桥和CRH2列车头车为背景，首先根据阻塞比要求设计几何缩尺比为1：25的桥梁和列车测压试验模型；然后通过在风洞试验段入口处采用"格栅条"被动紊流发生装置，模拟一系列紊流风场；最后开展不同工况下车-桥组合风洞动态测压试验，测试列车和桥梁表面风压，并积分获得列车和桥梁气动力。基于此，分析了双线轨道不同位置下，顺风向紊流度、紊流积分尺度对列车表面风压和车-桥气动力分布的影响规律，并讨论了风攻角对车-桥气动力系数的影响。结果表明：列车表面平均风压系数随紊流度的增加而减小，紊流风场中列车和桥梁气动侧力（阻力）系数均小于均匀流场；紊流度对迎风侧轨道列车的影响更为显著，而对车头气动力特性影响较小，车身侧力（阻力）系数随紊流度增加而显著降低，升力系数和力矩系数随紊流度的变化规律并不显著；桥梁气动力系数对紊流度变化的敏感程度小于列车，其侧力（阻力）系数并非随紊流度的增大而单调减小，升力系数随紊流度增加而增大，力矩系数随紊流度的变化规律并不明显；车-桥气动力系数受紊流积分尺度的影响小于紊流度，桥梁侧力（阻力）系数受影响程度大于升力系数和力矩系数；列车位于背风侧轨道时，车-桥气动力系数随紊流积分尺度变化的敏感程度小于列车位于迎风侧轨道；风攻角和紊流参数对车-桥气动力特性的影响是相互独立的，且受列车路线布置方式影响不大。研究结果为紊流风场下的行车安全性提供了数据和资料。     

镂空式车顶扰流板关键参数对两厢车空气阻力的影响

镂空式车顶扰流板已成为一种汽车造型设计的新思路，对整车空气动力性能也有极大的影响。为了研究镂空式车顶扰流板对整车空气阻力系数的影响，基于比亚迪某款带有镂空式车顶扰流板的两厢车型，以 CFD仿真为主要开发工具，分别研究了扰流板角度、镂空通道和 D 柱扰流板的影响，并与风洞试验结果进行对标。研究发现，镂空式车顶扰流板的角度减小，镂空通道与后风挡距离减小，以及 D 柱扰流板延伸长度增大均会导致顶部尾流增大，使尾流上下匹配关系发生变化。当上下尾流匹配性更好时，空气阻力系数更低。该研究结果可为后续镂空式车顶扰流板的开发提供经验。     

窄悬索桥气动稳定性的风洞试验研究

对于处于西部山区复杂风环境中的窄悬索桥,为了确保其气动稳定性及研究提高气动稳定性的措施,制作了弹簧悬挂模型在长安大学CA-1风洞实验室中进行风洞试验.试验结果表明,该桥气动不稳定,必须改变原始设计以提高结构刚度、确保结构安全.考虑到桥梁使用功能和构造的限制,对原桥采取增加抗风缆和中央扣等措施,并对增加了措施的模型重新进...     

某SUV后部扰流附件的气动性能研究

基于某SUV车型,通过数值计算和风洞试验研究了14种后扰流板和侧扰流板方案对整车气动性能的影响。结果表明,单独加装任意一种扰流板,其减阻效果均较小,而在后扰流板和侧扰流板的共同作用下,减阻效果最大可达3%,且所有方案在降低阻力的同时,都会使后升力增加。根据计算得到的流场信息和尾迹区结构特性分析了扰流板的减阻机理,并根据试验结果分析了不同方案对于升力的影响规律,为相似车型扰流附件的气动优化提供了参考依据。     

TJ-2风洞汽车模型试验的修正方法

讨论了同济大学TJ-2风洞汽车模型试验的修正方法，通过MIRA标准模型组和桑塔纳2000轿车1/4模型的气动力比较试验，建立了TJ-2风洞汽车模型试验的修正程序，比较试验分别在TJ-2和德国斯图加特大学TVK汽车模型风洞中实验，试验分析数据相比，两者之间修正后的阻力系数误差在0.006以内。比较试验结果证明了TJ-2风洞汽车模型试验测量的可靠性和修正方法的适用性。     

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。     

峡谷底斜拉桥抗风性能改善试验研究

采用节段模型风洞试验的方法对某峡谷底斜拉桥---西藏迫龙沟斜拉桥的抗风性能进行了改善研究。首先,借助于地形风洞试验结果获得了桥位处风攻角和风偏角大小,并确定了大桥颤振检验风速和颤振试验的风攻角范围;然后,考察了大桥原方案的颤振稳定性并通过气动措施改善了原方案的颤振性能;最后检验了施加气动措施前后大桥涡激共振特性。研究结果表明：峡谷底大跨度桥梁的设计基准高度可参照桥面高度确定,但有必要进行地形试验确定桥位处风攻角和风偏角的实际情况;迫龙沟大桥颤振稳定性出现了＆#177;3＆#176;和0＆#176;风攻角下满足要求而5＆#176;风攻角下不满足要求的现象,因此峡谷底大跨度桥梁颤振稳定性检验只进行《规范》建议的风攻角试验可能存在安全隐患;颤振性能改善措施选取时,应考虑斜风的不利影响,确保大桥有足够的颤振稳定性安全储备。     

考虑波面影响的海上栈桥构件气动特性试验研究

为研究海上栈桥构件在波面影响下的气动特性,现通过进行考虑波浪面气动干扰作用下,栈桥构件风洞测压试验,得到了栈桥构件在不同波浪条件下的气动力系数影响规律。试验结果表明:平行短边传播波浪对结构气动力系数影响大于平行长边传播波浪,且位于平行短边传播波浪的背风侧波腰时,波面气动干扰会使阻力、升力及扭矩系数均降低;平行短边传播波浪在90°风向角位置,对阻力系数的降低作用由波峰到波谷依次增强,在波峰处的部分风向角中,气动力系数较无波浪有所增大。     

钢桁梁桥上列车双车交会气动特性风洞试验

为探究横风作用下钢桁梁桥上列车双车交会过程中气动力系数的突变机理,以某一大跨度公铁两用钢桁梁桥为背景,首先根据XNJD-3风洞实验室的尺寸设计了一套移动车辆模型试验系统;然后根据风洞阻塞比的要求设计了几何缩尺比为1∶30的桥梁和车辆试验模型;最后测试了横风作用下桥上列车交会过程中移动车辆模型的气动力。为尽可能地降低试验系统对运动车辆气动力的干扰,对原始时程数据进行了低通滤波处理,并分析了车速、风速、合成风向角、车辆所在轨道位置等因素对车辆气动力系数的影响。试验结果表明：双车交会时,背风侧运动车辆的气动力系数具有明显的突变趋势,迎风侧运动车辆的气动力系数变化较为平稳;列车交会时突变区域主要受运动车辆引起的列车风速的影响,且随车速的增加而增大,横风风速对突变区域影响较小;交会过程中背风侧车辆升力系数和侧向力系数的突变量随合成风向角的增大呈增大趋势,力矩系数突变量对合成风向角的变化不敏感;横桥向列车所处轨道位置影响其气动力系数。试验结果可为研究横风作用下高速列车-桥上交会过程的行车安全提供数据支持。