基于鲨鱼鳍的汽车车身仿生气动减阻研究

通过基于鲨鱼鳍的仿生学研究,设计了一种轿车尾底部附加装置,以期减小汽车的气动阻力。在风洞实验验证了CFD仿真方案的基础上,应用ISIGHT集成UG,ICEM和FLUENT,通过参数化建模,采用2阶响应面近似模型和多岛遗传算法对附加装置进行优化。结果表明:仿生附加装置减小了尾部的气流分离,抑制了湍流涡结形成,改善了流场结构,有效降低了气动阻力,优化后的附加装置使汽车气动阻力系数Cd比原车减小了5.06%。     

考虑气动阻力和横风稳定的汽车车身多目标优化设计

综合考虑了气动阻力特性和横风稳定性,对车身外形参数进行了多目标自动优化设计。综合利用参数化建模技术、计算流体力学(CFD)仿真、试验设计方法、响应面模型和智能优化算法,集成Pro/Engineer参数化建模和ICEM网格划分工具以及Fluent仿真软件,在多学科优化平台modeFRONTIER上,搭建了一种自动优化设计流程。利用该流程,基于遗传算法(GA)对MIRA快背式模型车身几何外形进行了改型设计,得到了考虑车身气动阻力特性和横风稳定性的最优权衡设计解集。该结果使得气动阻力因数降低了5.2%,侧向力因数降低了5.8%。因而,实现了车身气动阻力和横风稳定性的多目标优化。     

隧道通风系统90°弯折处导流板设置研究

为了研究隧道通风系统的局部阻力损失,针对风道90°弯折处,利用计算流体力学软件Fluent建立1∶1的数值仿真模型,选择k-ε计算模型,研究不同r/D(r为风道内壁弯折处半径,D为风道宽度)与导流板数目n条件下,拱形断面风道90°弯折处风速场分布规律与局部阻力损失系数ζ_(90°);分析了90°弯折处的减阻措施的减阻效果,并采用物理模型试验,验证了采用数值仿真方法研究风道90°弯折处阻力特性的可靠性。研究结果表明:在风道弯折处内壁设置曲线,或在弯折处设置导流板,均可有效减小90°弯折处及其下游段的涡流区,使风速场分布更加均匀,减小因流体微团相互碰撞而引起的局部阻力损失,使得局部阻力损失系数ζ_(90°)减小;导流板占用90°弯折处有效流动空间,在实现其导流作用的同时也存在阻力作用,因此,当r/D较小时,ζ_(90°)随着导流板数目n的增加,呈先减小后增加的趋势;随着r/D增加,风流经过导流板时受到的阻力作用大于其导流作用,使得ζ_(90°)随着导流板数目n的增加而增加;风道90°弯折处数值模拟结果显示,当r/D分别为0.2与0.3时,使得ζ_(90°)最小的导流板数目n分别为2和1;当r/D分别为0.4,0.5,0.6时,未设置导流板时的ζ_(90°)最小。     

冷藏车导流罩模型设计及冷藏机组进风量分析

为降低公路冷藏车的气动阻力,设计了半导流罩和全导流罩模型,通过三维数值模拟分析,研究了不同结构形式导流罩模型的外部流场;为使全导流罩在降低风阻的同时减小对冷藏机组进风量的影响,在全导流罩上设计了不同的开孔位置,同时计算分析不同开孔位置全导流罩的冷藏机组进风量。     

Aerodynamic Drag Optimization for a Container Truck in Crosswind Based on Surrogate Model

为降低集装箱载货车在侧风作用下的燃油消耗量,对其导流罩进行优化.以最小化气动阻力为目标,导流罩的4个尺寸参数宽W、长L、高H和角度α为设计变量,采用最优拉丁方试验设计选取30个样本点,基于Kriging模型建立了代理模型进行优化.同时根据优化结果加工试验模型,通过风洞试验验证了优化方法的可行性,表明代理模型可很好地取代实际的仿真过程以进行优化,与初始导流罩相比,安装优化导流罩的集装箱载货车在侧风作用下的阻力系数最大可降低11.5％.     

现代汽车冷却系统控制原理概述(五)

为了进一步提高空气动力,保时捷911Turbo的车底共有5块大面积聚丙烯板(从前轴延伸至发动机前方)。由于另外安装了加大型衬板,与先前款车型相比,在带手动变速器的车辆上,车底衬板的整体面积几乎翻了一倍(97%)。这有助于在导流时大大减少紊流和气流损失,同时提高车底的气流速度。这反过来又有助于提高阻力和升力。     

基于近似模型的可变后扰流器气动优化

为了更好地改进车辆的气动特性,讨论了一种将参数化建模、CFD计算和数值寻优方法相结合的气动优化方法。设计了一种根据使用工况可调的汽车后扰流器,针对高速行驶和高速制动2种典型工况,对该扰流器的形状和位置进行气动优化。首先对可变后扰流器进行参数化设计,并用拉丁方法对参数化模型进行试验设计,通过CFD计算获取响应值;然后采用Kriging模型构建参数变量与气动特性之间响应关系的近似模型;最后以该模型为基础使用遗传算法对扰流器形状和位置进行优化设计。研究结果表明：优化后的可变扰流器可使整车在高速行驶工况下阻力系数减小3.3%,升力系数减小22.4%;在高速制动工况下,升力系数减小69.9%,整车的气动特性获得了较大的改善。     

关于汽车用铝合金吸能盒结构优化设计分析

汽车重量是汽车消耗能源的重要因素,为了减小汽车的耗能对其进行减重成为重要的研究课题。铝合金是汽车材料的重要组成部分,对其减重性能分析具有重要意义。基于近似模型计算和数值优化方法,对其进行碰撞仿真分析,进而确定其相关的参数,在此基础上进行不同截面形状的对比分析研究得到最优的截面形状。最后通过实验,验证了其方法的有效性、科学性,能够为进一步进行铝合金吸能盒的减重研究提供参考。     

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。     

磁流变式调谐液柱阻尼器对桥梁风致扭转振动的控制效果

采用Lagrange方程建立了磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)与桥梁单自由度扭转耦合结构的动力学模型,依据试验数据把磁流变液阻尼器简化成Bingham模型并采用等效线性化处理。在简谐荷载激励情况下,在时域和频域内优化了随输入电流值变化的4种截面MR-TLCD的参数;在随机风荷载激励情况下,进一步评估了优化后的MR-TLCD对桥梁风致扭转振动的控制效果。结果表明:这4种MR-TLCD都存在相应的最小平均动力放大系数比,且截面面积越大对应的最优电流值越大,平均动力放大系数比越小;扭转角位移峰值减小了43.9%,扭转加速度减小了41.1%。     

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。     

尾翼对车辆的空气动力学影响模拟分析及试验验证

为了研究不同造型结构的尾翼对整车空气动力学的影响,建立三维模型,利用Fluent软件对其进行分析计算,综合考虑动力性、经济性及稳定性的要求,同时进行风洞试验。结果表明：随着尾翼高度的增加,风阻系数先减少,后增加,后升力不断减少,前升力有所增加,增加的趋势比较缓慢。同时也认证了计算模型以及模拟结果的准确性,为以后的开发提供了一种经济、快速的方法。     

尾门扰流板设计

尾门扰流板是空气动力学套件之一,有助于降低风阻和油耗;而扰流板又是重要的外观设计件,是车辆产品正向开发中的重要一环。文章首先针对不同的尾门扰流板进行策略对比,结果表明注塑扰流板拥有较大优势;再采用六西格玛设计(DFSS)思路对扰流板参数进行优化,使风阻系数降低了0.035;最后针对高低配不同扰流板配置进行了对比分析,并通过CAE仿真确定紧固方案以满足各项性能要求。     

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。     

圆顶车厢载货车外流场数值模拟及附加装置优化设计

对EQ1118GA圆顶车厢运输车进行外流场的数值模拟,通过对模型的表面压力和流场特性的分析,研究EQ1118GA运输车气动阻力产生的主要原因,以此为依据为优化其空气动力学性能设计了4种不同的导流罩,并分别对它们进行数值模拟计算,得到具有最佳减阻效果的导流罩。     

基于SST湍流模型的超车时汽车外流场变化的仿真分析

基于k-w模型的SST(剪切应力输运)湍流模型综合了k-ε和k-w湍流模型在边界层内外计算的优点,能够准确及时预测分离的特性。利用SST湍流模型对轿车超越轿车的过程运用计算机仿真技术进行数值模拟,得出被超轿车在此过程中的气动阻力系数和气动侧力变化曲线图,并对这一工况进行了分析。     

汽车空气动力装置研究

空气动力学部件是汽车车身外部安装的零部件之一,对改善整车的风阻和浮升力等起着至关重要的作用。本文通过对空气动力部件的介绍,从其在车体的安装位置,形状尺寸、类别等方面,逐一分析了它们的力学特性和作用原理。结合图例深入介绍了空气动力学部件,使读者对扰流器等概念有了更加全面的认识。     

Aerodynamic Design of a Solar Road Vehicle

Solar road vehicles have very specific design requirements. This makes their aerodynamic characteristics quite different from classic sedan vehicles. In the present study, the computational model of a typical solar road vehicle was developed to investigate its aerodynamic forces and flow characteristics. Computations were performed assuming the steady viscous flow and using the Reynolds-averaged Navier Stokes equations along with the k-ω turbulence model. The obtained results indicate some important findings that are commonly not present for classic sedan vehicles. In particular, a contribution of the viscous drag force to the overall drag force is considerably larger (41 %) than it is the case for the standard passenger road vehicles, where the form drag force dominates over the viscous drag force. Surface pressure distribution patterns indicate a favorable aerodynamic design of this vehicle. In particular, larger pressure coefficients on the top of the vehicle body as compared to the bottom surface contribute to increasing a downforce and thus the vehicle traction. The airfoil-shaped crosssection of the designed cockpit canopy has favorable properties with respect to reduction of the aerodynamic drag force.     

S形梁碰撞多参数优化设计

提出了一种新的碰撞优化方法,即将试验设计(DOE)、有限元分析(FEA)、响应面法(RSM)和遗传算法(GA)结合起来,对S形薄壁梁多结构参数进行抗撞性优化设计.通过提取实际车架上使用的S梁特征参数,建立了S梁的碰撞模型.运用方差分析(ANOVA),选取那些对S梁吸能特性影响显著的因素作为主要设计变量,采用显式非线性有限元软件PAM-CRASH进行碰撞模拟.根据有限元分析结果并结合响应面理论,建立了S梁的总吸能和最大冲击载荷的响应面模型.采用遗传算法进行优化求解,得到了S梁的最优设计参数.优化后的S梁在碰撞中的总吸能能力大大提高.