汽车三维气动特性计算仿真网格的生成

汽车三维空气动力学仿真首先是建立仿真用的三维计算网络，本文在汽车表面空气动力学网格的基础上，从空间域的划分到空间网格的生成及各子域间的网格拼接，提出了系统的空间网格生成方法，并开发了可视化的汽车三维网格生成系统的应用软件。     

汽车底部复杂流场数值模拟

针对汽车底部流场研究的困难，提炼物理数学模型，发展相应数值计算方法；对长安微型汽车外部复杂三维流场进行求解，计算风阻值与道路试验结果符合较好。在此数值计算结果基础上，对汽车底部复杂流场结构进行分析和研究。     

一种可应用于内燃机瞬态仿真的动网格模型

提出了一种基于非结构网格的动态层网格实现算法,结合滑移网格算法构建了基于分块滑移动态层的非结构化内燃机动网格模型,并基于TBD620柴油机建立了计算模型,所有算法都基于课题组自主研发的通用输运方程求解软件实现.流场计算采用适用于可压缩流场的有限体积法及SIMPLE算法.通过数值算例对所开发的滑移网格模型和动态层网格模型进行了验证,最后对内燃机缸内瞬态流场进行了仿真.计算结果表明,所发展的非结构化动网格模型可应用于内燃机瞬态流场的仿真.     

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。     

网格划分对汽车外流场数值计算影响的研究

基于Mira国际标模,采用三种网格方案,每种方案采用两种网格密度,研究其对汽车外流场仿真计算的影响,并与风洞试验数据进行对比。结果表明：三棱柱、四面体及六面体混合方案精度得到有效改善;完全六面体方案由于很难控制的低质量网格导致计算发散,挖掘六面体网格优势是今后的趋势;网格密度对仿真计算的影响主要是基于壁面层网格尺寸,在壁面函数有效范围内,适当减小其尺寸,可以使计算精度得到有效改善。     

汽车空调风道流场分析与结构改进

针对某汽车车内热-流场分布不合理而影响乘员热舒适性的问题,通过激光扫描和逆向工程建立原空调风道的几何模型,在建立合理的流体力学网格模型的基础上,采用Realizable k-ε两方程湍流模型和"壁面函数法"对风道内的流动进行流体力学稳态仿真计算,分析了原风道各出风口流量分配不合理的原因,并对原结构进行了优化设计和改进,使各出风口的流量满足设计要求,从而保障乘员的热舒适性,为汽车空调风道设计和优化改进提供依据。     

可视化汽车车身表面气动网格的生成

根据汽车空气动力学仿真的要求，结合模型客车，应用可视化技术，首先对汽车车身表面进行了合理的分片及参数化处理，多面手应用网格生成的基本原理和方法，生成了参数空间的网格，最后应用了计算机理论，将参数空间的网格变换最物理空间，即得到了汽车车身表面的气动网格。     

内燃机进排气系统流动计算的分形耦合贴体网格的设计

阐述内燃机进排气系统分形耦合椭圆型贴体网格生成的方法，并应用这一方法按照多维流动计算的要求对YC6105柴油机进排气管进行了贴体网格设计计算。其结果表明，该方法不仅适用于结构形状复杂的内燃机进排气系统，而且可推广应用于其它结构形状复杂的流场，对提高可压流体流动计算的精度大有裨益。     

汽车后视镜和门把手内置的风阻仿真研究

车身造型直接决定了汽车在行驶过程中受到的空气阻力的大小。将汽车的后视镜和门把手内置能使车身整体更加符合流线型,降低约3%的整车迎风面积,从而减少汽车在行驶过程中受到的空气阻力。本研究运用Pro/Engineer造型功能建立三维模型,在Hypermesh对模型的流场计算域进行网格划分,然后将网格导入Fluent中进行仿真计算。经过对后视镜和门把手内置模型与后视镜和门把手外置模型的比较分析,得出后视镜和门把手内置能有效的降低汽车的风阻系数,减少汽车在行驶过程中受到的空气阻力。     

内燃机进行气系统流动计算的分形耦合贴体网络的设计

阐述内燃机排气系统分形耦合椭圆型贴体网格的生成方法，并应用这一方法按照多维流动计算的要求对ＹＣ６１０５柴油机进排气管进行了贴面体网格设计计算，其结果表明，该方法不仅适用于结构开头复杂的内燃机排气系统，而且可推广应用于其它结构的琪状复杂的流场，对提高可压流体流动计算的精度大有禅益。     

In-cylinder airflow of automotive engine by quasi-direct numerical simulation

A Computational Fluid Dynamics (CFD) program for in-cylinder airflow analysis has been developed by the authors. The feature of the developed program is that it treats turbulence flow with the quasi-direct numerical simulation (Quasi-DNS). So it is possible to present transient turbulence eddy motions in detail. For fast and high quality mesh generation, the Voxel method was employed. The computational domain is discretized by uniform cubic cells in this method. The simulation results were verified by two benchmark tests. One of them in common use is a backward step flow test, the other is an in-cylinder flow test that supposed the engine induction stroke. Good agreement was obtained between the simulation and the experimental results of these benchmark tests.     

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。     

桥梁闭口箱梁三分力数值识别中的湍流模型比选

对以苏通桥断面为例的桥梁闭口箱梁模型进行了三分力系数CFD数值识别。分别采用不同湍流模型及近壁条件进行数值模拟,并将数值模拟结果与风洞试验值进行比较。同时使用层流模型采用加密网格进行数值模拟,对不同湍流模型模拟结果进行压力等值线的比较,通过识别得到的三分力系数和压力等值线,确定出闭口箱梁绕流数值计算最合理的湍流模型。     

Simulation of an airbag deployment in out-of-position situations

The commonly used 'uniform pressure method' (UP) is a well-tried method to simulate an airbag deployment in accident cases. Nevertheless, this method indicates rather heavy inadequacies at the examination of the airbag deployment in the first milliseconds. A solution is the airbag deployment calculation by using computational fluid dynamics (CFD) methods, wherein the calculated gas flow pressure may be applied 'correctly' to the airbag shell elements.

This CFD simulation is integrated in LS-Dyna with the so-called Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) method and in this review the result's accuracy will be discussed. According to the FMVSS 208, an OoP model will be built-on and comparisons with simulations and tests are done. Another important detail in this labour is the airbag cover examination and the tear seam modelling, as a trivial FE modelling cannot be done due to the very fine mesh. So two possible solutions for tear seam modelling are introduced and discussed. Furthermore considerations concerning the gas generator combustion will also be revealed and an analysis about the impossibility of the direct comparison between gas generator tank test and airbag deployment will be done. At least some parameters, which take effects in the simulation, are researched and evaluated, so finally an optimised simulation model can be made available for further examinations.     

湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素

为生成满足桥梁风工程大涡模拟（LES）要求的入口湍流风场，以丹麦大带桥桥址风特性为例，采用离散再合成的随机流动生成（DSRFG）方法合成了满足目标湍流度、积分尺度、脉动风速谱及空间相关性等参数的各向异性湍流；讨论了DSRFG方法在生成湍流风场上关键参数的合理取值；基于Fluent平台，通过自主开发的用户自定义函数（UDF）程序将生成的湍流风场赋给大涡模拟的入口边界，基于LES研究了不同网格尺寸和时间步长取值，入口湍流风场在计算域流向的变化规律。研究结果表明：DSRFG方法能生成满足桥梁LES模拟要求的指定湍流特性风场，产生的风场风谱和速度分量统计值与目标值吻合较好；入口湍流风场特性在计算域流向有较好的维持，脉动风谱在低频段与目标谱吻合较好，高频段出现一定衰减，而衰减起始频率随网格尺寸和时间步长的减小而增大。最后拟合了网格尺寸与脉动风谱衰减起始频率的关系曲线，建议了LES合适的网格尺寸和时间步大小，相关研究结果可为湍流风场模拟和桥梁风工程大涡模拟提供重要参考。     

活塞振荡冷却的数值模拟计算及温度场分析

利用CFD动态网格层变法建立了活塞振荡冷却的瞬态计算模型,并应用VOF模型对活塞的振荡冷却进行了瞬态数值模拟计算。分析了活塞在不同位置时油腔内冷却油的流动情况,得到了内冷油腔的机油填充率、壁面传热系数等随曲轴转角的变化规律。为验证其冷却效果,提取了内冷油腔壁面的换热边界,对活塞的温度场进行了有限元模拟计算,并与试验结果进行了对比,为活塞的优化设计提供了依据。     

基于内聚力模型的夹层玻璃冲击破坏仿真分析

夹层玻璃冲击破坏行为的高精度和高效率仿真分析是汽车行人保护法规评价的重要基础。建立了夹层玻璃板辐射状网格的六面体单元有限元模型,采用ABAQUS软件中的固有内聚力模型描述冲击破坏过程中的裂纹发生和扩展现象,仿真得到的玻璃板裂纹及落锤加速度时间历程曲线与试验结果一致性良好,验证了仿真方法及模型的有效性。考虑了不同单元类型、不同网格分布形式对夹层玻璃冲击破坏仿真精度和计算效率的影响。