有尾翼轿车外流场数值模拟

应用RNG κ-ε湍流模型对国产某型号轿车车身进行了外围流场数值模拟，针对高速条件下轿车尾部升力随之增加、操纵稳定性下降的特点，设计了一阶和二阶尾翼。仿真结果表明，增加尾翼后，轿车尾部的升力明显降低，从而提高了轿车高速行驶条件下的操纵稳定性。研究结果为轿车车身设计和轿车改装提供了理论支持。     

基于CFD的尾翼对汽车稳定性数值分析

文章以一种常见轿跑车为分析对象,采用CFD计算方法对高速行驶过程中的汽车进行三维数值模拟,对车体加设尾翼装置前后的外流场进行了分析研究。考察了尾翼装置对汽车空气动力特性的影响,为实际生产提供一种高效设计手段。通过分析发现加装汽车尾翼装置可以增加车体表面压力加大车轮对地面的附着力,同时改变汽车尾部流场,降低了尾部因气流回旋造成的升力。虽然安装尾翼装置后汽车能耗会在一定程度上增加,但是可以大大提高汽车的行驶稳定性。     

FSC赛车空气套件CFD优化设计

在满足FSC赛车设计规则要求前提下,对空气套件进行了结构优化设计,重点完成了赛车尾翼的优化设计和分析。利用CFD技术对赛车车身模型进行了外流场分析,并通过在赛车尾部加装不同间隙和攻角的尾翼,进行车身外流场模拟对比分析,研究尾翼在改善赛车气动特性方面的影响规律,研究确定了空气动力学装置在不同比赛项目时的调教策略。通过对比分析赛车车辆周围气流的压力分布和速度分布规律,研究高速赛车的负升力效果,对于提高赛车的操纵稳定性和安全性具有非常重要的意义,对于指导赛车尾翼的正确安装、确定尾翼在不同比赛项目时的调教策略有一定的指导意义。     

F式自卸汽车举升力与动力匹配

根据自卸汽车的举升力要求,对F式自卸汽车液压、举升系统进行分析计算,从而建立起自卸汽车举升力与动力的匹配模型.     

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。     

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。     

悬索桥施工猫道静风失稳机理分析

采用风洞试验和程序分析相结合的方法分析猫道的静风失稳机理;根据节段模型静力三分力风洞试验结果对猫道有限元模型加载,进行猫道非线性静风响应计算,分析猫道承重绳张力和位移随风速变化。计算结果表明,猫道发生静力扭转失稳的原因是空气力矩的作用使猫道面层处于正攻角,当风攻角较小时,升力系数可能为负值,即升力方向向下,风攻角逐渐增大时,升力系数转为正值,大小随风攻角的增大而增大。当风速提高同时攻角增大到一定程度时,向上的升力使部分承重绳的张力产生松弛,猫道扭转刚度减小,不能抵抗空气力矩的作用,导致猫道扭转失稳。     

联合风场作用下车桥系统风荷载数值分析

为确定车速和风速对高速铁路桥梁车桥系统风荷载的影响,以兰新第2双线铁路32m简支箱梁和CRH2型高速列车为对象,采用Star CCM+软件建立列车和桥梁的全尺寸模型,分别对列车风场和联合风场中的车桥系统进行模拟,分析车辆风荷载和桥梁风荷载随车速和风速的变化规律。结果表明:列车风场中,随着车速的增加,车辆的侧力逐渐增大,头车和尾车的升力逐渐减小,力矩逐渐增大,桥梁的侧力、升力和力矩逐渐增大,但数值均较小;联合风场中,随着车速的增加,头车的侧力和力矩逐渐增大,尾车的升力和力矩逐渐减小,桥梁风荷载与车速的相关性相对较弱;随着风速的增加,列车的侧力和力矩逐渐增大,头车的升力先增大后减小,尾车的升力先减小后增大,桥梁的侧力和力矩逐渐增加,升力先减小后增大。     

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。     

某电动SUV后扰流板气动特性的研究

汽车在高速行驶中的经济性和稳定性与汽车受到的空气阻力和升力直接相关。与传统燃油车相比,降低风阻对于电动汽车提升续航里程和降低能耗更加重要。本文中采用雷诺时均方法对某款纯电动SUV车型进行在120 km/h车速下整车外流场仿真分析,并将风阻系数和升力系数与等比例油泥模型风洞试验的结果进行了对比。采用常用的Realizable k-ε湍流模型对该SUV车型后扰流板进行仿真优化。研究了该SUV的后扰流板上表面不同倾斜角度对整车气动升力和阻力系数的影响;进一步,在最佳倾角的基础上,通过5种后扰流板通孔形式的对比分析,确定了最优状态的后扰流板。最终的验证试验结果表明,整车风阻系数降低3.9%,而升力系数的增加在可接受范围内。     

Numerical Simulation on Tri-component Force Coefficient of Bridge Section

应用数值模拟方法研究桥梁断面的雷诺数效应,采用计算流体力学(CFD)软件FIUENT中的3种不同的湍流模型,即标准κ-ε模型、雷诺应力方程模型及Spalart-Allmaras模型,对流线形桥梁断面的三分力系数随雷诺数的变化进行数值模拟计算,并将数值计算结果与高雷诺数风洞试验结果进行比较.计算结果表明:数值模拟结果与风洞试验结果非常接近,阻力系数的最大误差不超过4％;升力系数的计算结果比试验结果要大,相对误差不超过3％;当雷诺数小于6.0×105时,升力矩系数的计算结果比试验结果要小,雷诺数大于6.0×105时,升力矩系数的计算结果比试验结果大,计算误差不超过6％.研究进一步证实了流线型轿梁断面存在着三分力系数的雷诺数效应.对于流线型桥梁断面,宜采用标准κ-ε模型对其三分力系数进行数值模拟计算,计算结果能够符合精度要求.     

轮胎/路表间水膜受力和排出特征及其受刻槽参数的影响分析

为研究轮胎作用下水泥混凝土路表水膜受力特征及其受刻槽的影响,采用SolidWorks和Ansys WorkBench,构建了轮胎-水膜-路表有限元模型,基于CFD控制方程和流固耦合理论,分析轮胎作用下路表水膜流动规律以及水膜厚度、行车速度、刻槽宽度、间距和方向对轮胎所受动水升力的影响。结果表明：轮胎迎水面所受动水升力随水膜厚度的增加而增大;当水膜厚度超过轮胎花纹深度后,动水升力增幅明显变大;增加路面刻槽宽度或减小刻槽间距,能够有效地降低轮胎所受的动水升力;在相同的刻槽参数下,路面横向刻槽的排水性能和对动水升力的降低幅度要优于纵向刻槽。     

某电动SUV尾翼优化方案分析

整车气动阻力优化是提升汽车动力性、经济性的重要手段,对燃油车减小油耗,电动车提高续驶里程具有重要意义。某电动SUV在尾翼优化降阻过程中,其悬浮式尾翼方案出现因尾涡结构不稳定导致阻力系数波动的现象,通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对流场进行分析,从而找到导致上述现象的主要原因和优化策略。经优化后的尾翼方案最终实现整车风阻系数降低7.2%,NEDC工况能耗降低2.6%。对SUV车型尾翼降阻优化方案设计具有一定的参考价值。     

Q&A问车热线

正1464 Zenvo TSR-S的主动式尾翼Q:请问Zenvo TSR-S的主动式尾翼是如何工作的?Eric A:对于跑车来说,尾翼应该算是标准配置。尾翼不仅可以优化车身的动力学特性,还能提供额外的下压力。额外的下压力不仅能让轮胎的附着力更好,还能增加车辆的行驶稳定性。然而,尾翼在提供稳定性的同时,也会增大风阻系数,于是很多性能车的     

小货车外流场三维计算和分析

借助于计算流体力学软件FLUENT,对一小货车外流场进行了数值计算,求得了压力和速度的分布情况,计算出了风阻系数和升力系数,对其流场进行了分析,并与加装导流罩后做了比较。这种数值计算的方法对于节约成本、缩短研发周期有着一定的参考意义。     

某SUV镂空尾翼气动噪声特性的研究

在某SUV开发过程中，为了更好地体现运动感，外造型上设计了带镂空的尾翼，然而，镂空尾翼带来了新的气动噪声源，使得车内噪声性能严重恶化。本文通过对风洞测试结果与数值模拟流场的分析，明确了镂空尾翼的声源产生原因：一是气流在镂空通道加速并冲击后风挡产生；二是气流在尾翼尾部区域分离、耦合形成的高湍流强度涡漩辐射产生。基于此，明确了优化方向：减少镂空处的气体流量；降低尾翼下方气流速度；改变尾翼下方气流流动方向。制定了具体的优化方案，并通过了风洞试验验证。结果表明优化方案对提高车内语音清晰度和降低车内声压级都有显著效果，车内声压级降低至少2 dB(A)，语音清晰度分别提高0.7%、1.5%、1.7%。通过本文研究内容，可以为尾翼造型设计及优化提供重要依据。     

上海长江大桥节段模型气动三分力试验

以主跨为730 m的钢主梁斜拉桥为对象,研究了栏杆、汽车等对汽车-钢主梁桥面系统的气动三分力系数的影响。进行了1∶60缩尺模型试验,开展了桥面无车状态、桥面有车状态和施工状态下的75个试验工况节段模型测力试验研究,并利用获得的三分力系数进行了全桥静风响应分析。结果表明:栏杆增加了主梁的阻力系数;桥面车辆的存在使车-桥系统的阻力系数降低,升力系数的绝对值变小,升力矩系数绝对值变小;3种状态中三分力系数越大,相应的侧向、竖向和扭转响应越大;随风攻角变化,栏杆、汽车对车-桥系统阻力、升力和升力矩的影响各不相同。     

基于Ahmed模型的气动升力研究

采用多种常用的湍流模型和CFD软件Fluent对背倾角为25°的Ahmed模型外流场进行模拟,并与风洞试验和大涡模拟结果进行比较。结果表明,对于升力系数,在有限计算资源的条件下采用Realizablek-ε模型能获得相对较好的结果,最后采用Realizablek-ε模型对某实际车型进行模拟,得到了令人满意的结果。     

不同角度侧风状态下油罐车的气动特性仿真研究

在高速长途运输中油罐车受侧风影响易出现侧翻等交通事故。文中采用横摆模型法建立不同角度侧风状态下油罐车车身外流场,并进行数值计算,得到油罐车气动特性随侧风角度变化的规律,即随着侧风角度的变化,油罐车受到的侧向力、升力和侧倾力矩、横摆力矩、纵倾力矩明显增大,阻力先增后减;当侧风角度大于60°后升力系数、侧向力系数均较高,说明此时油罐车高速行驶存在较高的危险性。     

肥大型船舵翼设计与水动力性能预报研究

基于CFD技术,设计了3种不同外形的舵翼。参考国内某减摇鳍的设计思想设计了2种舵翼剖面,并结合其试验模型分析了不同湍流模式预报舵翼水动力性能的适用性,同时为缩短设计周期、提高研究效率和使模型误差最小化,采用模块化处理思想划分流场网格。在此基础上,预报了不同翼剖面和不同外形的舵翼水动力性能,并确定了最终的舵翼剖面和外形。计算结果显示,与母型相比,新设计的舵翼升力系数得到了显著的提升,最大升力系数比母型提高22%左右。