RNG κ-ε与SST κ-ω模型在汽车外流场计算中的比较

RANS法中的RNGκ-ε与SSTκ-ω湍流模型是汽车外部复杂流场数值模拟中两种常用的涡粘模型。通过计算不同尾部倾角的Ahmed钝体模型，得到RNGκ-ε与SSTκ-ω湍流模型在不同尾部倾角下的数值模拟结果。结果表明，SSTκ-ω湍流模型在计算时间、湍流模拟上都优于RNGκ-ε湍流模型，更适合汽车外部复杂流场的计算。     

轿车外流场CFD分析中常用k-ε湍流模型的对比

首先介绍了在CFD分析中常用的3种k-ε湍流模型及其适用性。然后针对某轿车的外流场分别用这3种k-ε湍流模型进行数值模拟,并与试验值进行了比较。结果表明,Realizablek-ε湍流模型具有较好的收敛性和精确性。     

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.     

不同RANS/LES混合模型的汽车气动噪声分析

采用Fluent UDF构造Realizable k-ε/LES、SST k-ε/LES和Spalart-Allmaras/LES 3种RANS/LES混合模型,并对汽车的气动噪声进行数值模拟。在近壁面采用RANS湍流模型求解,而远离物面的分离区域内的大尺度运动则用LES求解,将3种混合模型的计算结果与全LES湍流模型和风洞试验结果进行了比较。结果表明,3种混合模型对气动噪声的计算精度高于LES湍流模型;Realizable k-ε/LES和SST k-ε/LES混合模型数值模拟结果与试验值的相对误差均小于5%,而其中Realizable k-ε/LES混合模型更为准确和高效,消耗的计算资源更少。     

车用散热器空气流动阻力预测研究

首先建立了管片式散热器模型.根据不同空气质量速度,分别采用层流模型和κ-ε湍流模型对其空气流动阻力进行了数值模拟,模拟结果与试验数据最大相对误差为8.24%.在此基础上,对标准状态下管带式散热器进行了空气流动阻力预测模拟,分别拟合出空气流动阻力和阻力系数随空气流速而变化的曲线.最后提出阻力修正公式,可以用来近似获得不同环境温度下或相似结构散热器的空气流动阻力.     

涡轮增压器压气机的气动噪声源特性研究

基于雷诺平均纳维-斯托克斯方程与Realizableκ-ε双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某大型涡轮增压器离心式压气机内部气体的可压缩流动仿真模型。分析了不同工况下压气机内部气流的速度、压力等流动特性,利用宽带噪声模型对压气机进行了气动噪声源数值研究。结果表明,叶轮区域是压气机的主要气动噪声源;压气机内扰动强度和叶轮转速是气动噪声声功率的主要影响因素;宽带噪声与湍流强度的分布趋势一致。研究结果对分析压气机的气动噪声源产生机理及其控制具有参考价值。     

运动型多功能车外流场的数值模拟

选取LUD离散格式、RNGκ-ε湍流模型,利用计算流体力学进行了运动型多功能车外流场的模拟研究。结果表明,模拟所得车身表面压力分布、尾流典型截面各向流速分布、尾流结构等与风洞试验值吻合性好;SUV尾流中存在上、下不对称的反向涡对,抑制该涡对的大小和强度可减小气动阻力。     

汽车外部复杂流场计算的湍流模型比较

采用Spalart-Allmaras模型、标准k-ε模型、RNG k-ε模型、R k-ε模型和雷诺应力模型对汽车外部复杂旋涡绕流进行了数值模拟。结果表明，RNG k-ε模型考虑了湍流中涡流因素影响和低雷诺数效应，可有效模拟汽车尾部和底部复杂旋涡流动结构，计算精度较高，且计算量小，是五种模型中较适于汽车外部复杂流场数值仿真计算的湍流模型。     

吸扫式扫路车吸嘴流场性能分析

采用计算流体力学(CFD)方法对几种带反吹循环系统的吸扫式扫路车的吸嘴流场进行了仿真分析。建立了吸嘴流体几何模型,再基于有限体积法选择非结构化网格对模型进行了网格划分,并采用κ-ε湍流模型建立了吸嘴气相计算模型,对模型施加适当的边界条件后,利用FLUENT软件对模型进行了数值计算。仿真结果表明,双侧反吹式吸嘴具有较强的吸尘能力和防尘效果,对各种情况的路面均具有较好的清扫效果,是较为合理的反吹式吸嘴结构。利用CFD技术对扫路车吸嘴流场进行仿真分析为扫路车吸嘴的设计提供了新的方法。     

支撑架对小型轴流风扇的性能影响研究

为了探究小型轴流风扇的支撑架对风扇性能的影响,文章以某服务器上的散热风扇为研究对象,采用有限体积法离散滤波后的N-S方程和标准κ-ε湍流模型的方法进行定常数值模拟,模拟结果表明支撑架对风扇的静特性性能影响有限。通过对风扇的内部流场分析发现支撑架影响了叶片尾缘涡流的走向。研究结果将对高性能小型轴流风扇的结构设计提供依据。     

基于K-epsilon模型的某大跨度渡槽桥梁风流数值模拟

采用流体力学计算软件ANSYS Fluent,建立某大跨度渡槽桥梁的三维湍流模型。为提高大跨度渡槽桥梁风流模拟的精确度,将Standard k-ε模型作为标准分析模型,验证另外两种修正后的两方程湍流模型（RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型）的风流模拟效果。其中RNG k-ε模型和Realizable k-ε模型风流数值模拟均有良好的适用性,且对应不同分析工况选取不同的分析模型能够提高模拟的精确度。     

新型热风循环加热装置燃烧及流动传热数值模拟研究

为了克服使用热风加热墙加热沥青路面时均匀性差、热效率低、环境污染等难题,在沥青路面加热机理的基础上,进行了新型热风循环加热装置的结构设计。在路面试验的基础上建立了相应的三维分析模型,采用变比热容燃烧求解方法、标准κ-ε湍流模型和壁面标准函数法,模拟了多种工况燃气燃烧过程和烟气流动传热过程,得到了温度场、流场及燃气各组分的试验数据,验证了分析模型的正确性和装置设计的合理性。     

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。     

轿车空调三维流动与传热研究

文章以SUV空调轿车车室内的空气气流组织为研究对象,应用RNG κ-ε湍流模型,对轿车进行了合理的简化.基于轿车车身和玻璃窗受到的太阳辐射以及人体的散热,建立了计算机模型.采用GAMBIT划分网格,用FLUENT分析了空调车内的温度场和速度场.通过分析车室内温度场和速度场的分布特征,找出影响空调制冷效果的关键因素,并对分析结果做了详细的说明.     

Numerical Simulation of External Flow Field Around Low Drag Car and Its Error Analysis

通过模拟结果与试验数据的对比,考察网格和湍流模型对计算精度的影响.结果表明,对不同的湍流模型,须将y+值、边界层网格总厚度和宽高比控制在相应的范围内以获得更高的计算精度;在一定范围内计算误差会随着湍流区域网格的细化而减小;低雷诺数总括壁面函数和SST k-ω湍流模型相结合能获得比采用Standard K-ε模型更精确的计算结果.     

基于OpenFOAM的矩形断面涡激振动数值模拟

针对结构涡激振动数值模拟问题,以开源流体动力学计算软件OpenFOAM 3.0为平台建立结构涡激振动数值模拟方法,即将结构涡激振动问题简化为单自由度振子模型,采用Newmark-β法进行结构振动方程求解,应用OpenFOAM动网格求解器进行动网格计算与更新。以宽高比为5的矩形断面为例,首先采用3种不同的雷诺平均(RANS)湍流模型(即SST k-ω,k-ε和k-ω模型)进行风攻角为a=0°,2°,4°,6°时静止绕流计算,以检验不同湍流模型的计算精度;然后对矩形断面在0°风攻角下竖向涡振响应进行了数值模拟,并与已有文献和试验结果进行比较。研究表明:3种湍流模型的计算结果总体较为接近,且与试验结果较为吻合,其中SST k-ω湍流模型的计算结果与试验结果吻合相对最好;对于升力系数和升力矩系数,3种湍流模型的计算结果都与试验结果存在一定的差异;总体而言采用OpenFOAM的SST k-ω湍流模型所得静止矩形断面绕流计算结果与试验结果吻合较好。矩形断面涡激振动响应数值模拟结果与试验结果相比锁定风速区间有一定前移,且最大涡振振幅较试验结果略偏大。     

轿车座舱内流场的数值模拟研究

应用RNG k-ε湍流模型,对某款轿车座舱内空气三维流场和温度场进行了数值模拟.分析了给风速度大小、方向和温度以及给、回风口位置对座舱内的气流场和温度场的影响.     

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。     

导流罩减阻机理的数值模拟研究

通过三维数值模拟,研究了厢式货车加装不同结构形式导流罩的外部流场,证实了空心薄壁型导流罩比实心块状导流罩减阻效果更好.在其他参数相同的情况下,导流罩的高度、导流罩与厢体间距离的变化均能影响厢式车的空气动力特性,并且存在最佳高度和最佳距离.文中采用RNGκ -ε湍流模型进行计算,提高了数值模拟的精度.     

汽车气噪声的数值模拟分析

文章简要介绍了气动噪声的数值模拟在新车设计初期的造型阶段的实际意义.针对目前设计情况选择K-ε湍流模型,用商业软件ICEMCFD对公司一款车型进行网格划分,然后根据实际情况在CFX软件中设置边界条件,最后在2种车速下对其进行气动噪声的计算和后处理,这样可以直观的看出车身表面声压较大的地方,车速和声压的峰值都相应的得到了提高.