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％.     

基于仿生导流罩的厢式货车减阻研究

为降低某厢式货车的气动阻力,设计了6款驾驶室导流罩结构,加在厢式货车模型上进行空气动力特性的数值模拟,得到了货车模型外流场的速度分布、压力分布和湍动能分布等气动特性,详细分析了不同导流罩的减阻机理。在此基础上,通过模仿海豹的头部形状设计了一款仿生导流罩,安装在整车上进行数值模拟,对其减阻性能进行分析。结果表明:先行设计的6款导流罩均具有一定的减阻效果,但模仿海豹头部形状设计的仿生导流罩可大幅度改善驾驶室顶部的流场结构,减阻效果更好,其阻力系数比原始货车模型降低31.1%。     

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。     

侧风作用下山区高速公路行车稳定性仿真分析

为研究山区高速公路在侧风作用下的行车安全问题,基于CarSim仿真软件构建特定道路模型和侧风模型,选取车辆滑移角和侧向加速度作为行车风险评价指标,将圆曲线半径、路面摩擦系数、行驶速度分别作为单一变量,系统地模拟了侧风作用下山区高速公路行车稳定性.结果表明,降低车速、增大路面摩擦系数和圆曲线半径,可以有效地减小车辆的滑移角和侧向加速度.以7级侧风为仿真条件进行定量分析可知:80 km/h设计速度对应的圆曲线半径极限值应为280 m;路面摩擦系数为0.4和0.18时,分别限速70 km/h和60 km/h可维持车辆稳定性;105 km/h是车辆危险驾驶的临界车速,如进一步考虑舒适性,则应适当减速.      

基于近似模型的集装箱半挂车导流罩的形状优化

探讨了一种结合CAD、CFD软件和近似模型的集装箱半挂车导流罩形状优化方法.为了减少集装箱半挂车的燃油消耗量,以最高车速30m/s行驶下集装箱半挂车的阻力系数最小为目标,以描述导流罩形状的4个参数height、length、radius和stretch为设计变量,对导流罩进行优化.结果表明近似模型方法能很好地取代实际的仿真过程进行优化,导流罩优化后集装箱半挂车的阻力系数降低了9.73%.     

厢式货车气动减阻装置的减阻效果研究

为降低某厢式货车的气动阻力系数,设计了不同形状的仿生导流罩、尾部减阻装置和仿生非光滑表面结构,分析不同单一减阻装置对整车风阻系数的影响,详细探讨了不同单一减阻装置的减阻机理。最后研究了不同单一减阻装置同时加装在同一货车模型的综合减阻效果。结果表明:仿生导流罩的减阻效果要好于传统导流罩,随着导流罩侧裙延伸长度的增加,货车整车阻力系数逐渐变小。当底部导流板倾角θ=45°时模型的阻力系数获得最小值。基于生物表面仿生减阻理论在货车侧面布置半球面凹坑和半椭球面凹坑均具有较好的减阻效果。复合减阻装置货车模型的最大减阻率达22.7%。     

高速行驶遭遇侧风的SUV汽车气动特性模拟研究

采用计算流体力学和合成风方法研究某SUV汽车高速行驶遭遇比较危险强度侧风下的外流场分布并得到气动力（矩）及系数。该方法使乘用车高速行驶遭遇危险侧风情况下气动特性预测成为可能。为深入研究高速行驶侧风作用下乘用车气动特性以及结合汽车操纵动力学对侧风稳定性进行动力学仿真提供了有利的参考。     

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.     

平头货车在考虑侧风影响下的气动阻力系数优化

本文中在考虑侧风影响的条件下,对一平头货车的气动阻力系数进行优化。首先,建立平头货车模型并进行简化处理,根据不同偏角侧风分布概率,提出以加权阻力系数为减阻优化的评价指标。之后把简化模型作为参数优化模型,选取驾驶室部分7个造型参数和货箱部分3个造型参数为设计变量,同时提出分别以加权阻力系数和0°侧风偏角下阻力系数为响应的两种方式,采用拉丁超立方的试验设计方法对优化参数进行试验设计,其中驾驶室部分生成40个样本,货箱部分生成16个样本,仿真得到不同侧风偏角下的阻力系数和加权阻力系数。最后使用Isight平台的Kriging近似模型拟合并采用自适应模拟退火优化算法进行寻优,得到减阻优化方案。结果表明,驾驶室部分优化后加权阻力系数下降168个点,降幅为21.90%;货箱部分优化后加权阻力系数下降94个点,降幅为12.25%,减阻效果明显。     

侧风环境高速公路隧道口防风栅优化设计

高速公路隧道口侧风路段流场变化显著易发生交通事故,研究强侧风环境下隧道口路堤与防风栅共同作用对高速公路车辆行车安全的影响。采用SST k-omega两方程湍流模型和有限体积法,对某一隧道口的防风栅在侧风环境下的流场分布进行了数值计算,分析了不同孔隙率下的防风栅对流场的影响,以及多种侧风环境下防风栅的适用性。结果表明:开孔防风栅可以增加侧风环境车辆的行驶安全性,25%孔隙率的防风栅在多种强侧风环境下均能保证车辆的稳定行驶,对高速公路隧道口防风栅设计提供一定参考。     

交通出行方式离散选择模型的效用随机项结构研究综述

多项Logit模型效用随机项独立同分布的假定为多项Logit模型带来IIA属性,降低了多项Logit模型的行为解释能力。以多项Logit模型的基本假定为基础,以开发能够真实反映不同选择肢效用随机项的异方差性和相关性的效用随机项结构为目标,逐步放松多项Logit模型效用随机项独立同分布的刚性假定,系统综述了不独立同分布、独立不同分布、不独立不同分布的效用随机项结构的拓展。     

多层LOGIT模型的理论分析研究

合理有效地调整城市各种交通方式分担率以改变城市交通结构已经成为解决城市交通拥堵的有效方法。非集计模型的发展促进了交通方式分担的较大进步,对个人交通行为的分析研究是交通需求预测的一种比较重要的方法。在简述非集计模型发展的基础上,重点推导NL模型以及运用TransCAD对NL模型的参数进行标定,为非集计模型的应用和提高其操作性提供了思路。     

跟驰模型中反应延迟时间项作用机制的数值模拟

人类对于事件的反应机制决定了道路行驶车辆在跟驰过程中存在反应延迟现象。对几类常见跟驰模型中所反映出的延迟时间的含义进行了定义与区分。利用Matlab软件对GHR模型、OV模型以及FVD模型进行了2车跟驰状态和车队信号灯放行阶段的模拟,分析了这3类模型中反应延迟时间设置的必要性。结果显示GHR模型中反应延迟时间不可忽视,而OV模型以及FVD模型中反应延迟时间可以省略,同时也证明了各跟驰模型建模思路的合理性。     

汽车钢板弹簧多体动力学建模综述

本文中首先综述了板簧设计与建模的研究现状。接着,系统分析了螺旋弹簧模型、beam element模型、ANSYS模型、SAE三连杆模型这4种板簧模型的优缺点及适用情况,在模型复杂程度、仿真速度、参数化等方面进行了对比。最后,以某8×4重型货车为例,分别建立了包含4种板簧模型的整车模型,进行平顺性和操纵稳定性的仿真,并与实车试验进行了对比。结果表明,在4种板簧模型中,SAE三连杆板簧模型的综合性能最好。     

基于中国保险汽车安全指数 C-IASI的商业车险纯保费研究

车险作为我国第一财险险种，费率厘定不够精准一直是行业发展的痛点。在国外发达保险市场上，汽车碰撞安全等级及其修复性一直是重要费率厘定因子，并设有相关机构进行汽车碰撞测试。为了弥补我国在这方面的空白，中保研汽车技术研究院和中国汽车工程研究院在中国保险协会的指导下跨界合作开展低速碰撞测试，模拟事故常见的正碰和追尾，从耐撞性、维修经济性、维修比、维修费用、气囊是否直接起爆等 5个维度进行汽车耐撞性及经济维修性测评，构建中国保险汽车安全指数C-IASI。通过引入C-IASI的9项指标，并建立泊松-伽马模型和Tweedie模型，探究汽车自身耐撞性和维修经济性导致的不同赔付差异与机动车辆保费的适配性。实证结果表明，加入中国保险汽车安全指数C-IASI后，商业车险纯保费预测效果有明显提升，泊松-伽马模型和Tweedie模型预测效果接近。     

动载作用下加筋土路基的计算模型研究

在前人工作的基础之上提出了一个新的动力荷载作用下加筋土路基的计算模型,该模型的土体采用动载作用下基于SMP(Spatial mobilized Plane)破坏准则的弹塑性动本构关系进行模拟,加筋材料的本构模型采用非线性多项式进行描述,筋土的相互作用采用双弹簧界面模型来模拟。模型中的参数可以通过常规的土工试验获得。基于该模型的数值分析与实测试验值进行了对比,证明了模型的正确性。结果表明,该模型能应用于工程实际。     

基于城市主干路交通流数据的跟驰模型标定

根据某种机理建立的交通流模型需要通过模型标定和验证后才能具体应用到实际中.通过采用视频处理技术,对陕西省西安市二环主干路和浙江省舟山市昌洲大道上上下高峰时期内的车辆微观运动录像进行技术处理,提取得到了包括位移、速度和加速度的车辆微观运动轨迹数据.根据这些交通流数据,采用Levnberg-Marquardt算法,分别对跟驰理论中2个典型的跟驰模型,即惯性模型中的敏感系数、安全时间间隔、最小安全车间距、允许速度和智能驾驶人模型中的理想速度、安全时间间隔、静止安全距离、启步加速度和舒适加速度进行了标定和验证.针对惯性模型,当允许速度大于实际速度时,位移均方差和速度均方差的平均值分别为2.8m和0.58 m/s,当允许速度小于实际速度时,位移均方差和速度均方差的平均值分别为2.22m和0.49 m/s;针对智能驾驶人模型,利用早、中、晚3组数据进行标定,得到的位移均方差和速度均方差的平均值分别为0.12m和0.10 m/s,0.07m和0.10 m/s,0.75m和0.27 m/s.因此,惯性模型与智能驾驶人模型都可用于描述城市主干路近饱和状态(即跟随车辆的最大速度远小于允许速度的行驶状态)下的车辆跟驰行为,而且当智能驾驶人模型中的加速度指数取较大的值时,它较前者更为适合.      

吉林兰旗松花江特大桥施工阶段及成桥静力模型制作

吉林兰旗松花江特大桥为三跨预应力混凝土双塔单索面斜拉桥。介绍该桥试验模型的结构设计、制造工艺以及试验方法。     

3D brush model to predict longitudinal tyre characteristics

A 3D tyre brush model, which aims to predict the longitudinal tyre characteristic under steady-state conditions by modelling the occurring physical effects in the tyre–road contact patch, is presented. The model includes an analytical method to describe the tyre footprint geometry, the pressure distribution, the slip due to the lateral tyre contour, the slip due to braking or traction and the longitudinal as well as the lateral shear stresses on a flattened tyre. The presented development tool offers a method to investigate different rubber friction data (caused by different tread compounds and/or surface textures) and to analyse its influence on longitudinal tyre characteristics. The tyre design is fixed (same casing, dimension and pattern). The results include the shear stresses as well as the different sliding velocities in the contact patch for different slip conditions. The model was developed for a standard summer pattern design and a standard tyre dimension (205/55R16). It can also be adapted to other tread designs and tyre dimensions. To offer a good comparability between model results and test bench measurements, the surface curvature of an internal test rig is considered.     

基于环模型的轮胎有限元建模与仿真研究

为了提高仿真模型的计算效率,基于环模型理论系统研究了轮胎二维有限元模型的建模技术、参数确定方法和轮胎包容特性分析技术.从试验与仿真结果对比分析可知,利用有限元方法基于轮胎REF模型建模,在对轮胎胎侧弹性进行非线性模型修正后,得到的轮胎低速滚动仿真结果与试验结果基本吻合,验证了轮胎模型的有效性,同时为车辆一地面系统虚拟试验提供了一种实时高精度的轮胎面内特性仿真建模方法.