基于CFD的SUV空气动力学特性与仿真分析

为提高SUV的空气动力学性能,文章阐述了造型与空气动力学相结合的汽车造型开发流程,利用CFD方法对某SUV的空气动力争洼能进行模拟,模型模仿风洞试验,得出该车的风阻系数为0．343,根据该车压力分布、气流流动分布以及湍动能分布情况,对车身局部区域的造型提出优化建议,最终使车型空气动力学性能满足设计要求。     

用于风洞测试的汽车油泥模型制作技术探析

空气动力学性能是汽车整车性能的重要指标之一,其中风阻系数直接影响汽车动力性能和燃油经济性,因此在车型研发阶段,通过汽车油泥模型的风洞试验对车辆的风阻系数进行研究优化,提高整车的空气动力学性能,从而给造型提供设计参考。     

汽车空气动力学风洞试验方法及减阻研究

汽车空气动力学性能是车辆重要的性能之一,其中的阻力系数直接影响汽车的动力性能和燃油经济性。通过实车风洞试验,验证了试验精度可以满足开发需求,研究了保险杠、翼子板、轮眉、散热器格栅和轮毂对整车风阻系数的影响。风洞试验结果表明改进后的特装车保险杠使整车风阻系数降低了2.8%,翼子板、轮眉、散热器格栅和轮毂的改进对降低整车风阻系数也有很大作用,优化车辆外部装饰件是降低汽车风阻系数的重要研究方向。     

bZ3纯电动轿车的空气动力性能开发

作为比亚迪丰田电动车科技有限公司第1款纯电动轿车,bZ3的能耗要求极高,也给空气动力学性能开发带来了很大的挑战。为实现这一目标,通过采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真和风洞试验相结合的方法,对车身造型、车底、前舱进气管理、车轮、密封等部位进行了持续的优化验证。最终bZ3在风洞中进行实车试验验收,空气阻力系数达到0.218,在同级别车型中处于领先水平。通过两种不同仿真方法对比研究发现格子玻尔兹曼（Lattice Boltzmann Method,LBM）方法整体精度较高,但对于底部气流的模拟精度还有待提升。     

基于AVL Cruise软件的风阻系数与燃油经济性关联分析

从空气动力学角度出发,通过仿真分析的方法得到风阻系数和燃油经济性之间的关联,并在实车上应用一系列空气动力学套件优化方案,对风阻系数和滑行阻力进行了实测,最后在整车转毂试验台架上测试综合工况油耗,用以对仿真计算的结果进行了验证。     

沃尔沃VNL系列长头重型卡车

正VNL系列长头重卡是沃尔沃卡车北美公司在美国全新推出的旗舰产品,也是针对美国市场单独开发的一款车型,特别适用于作为半挂牵引车的长途运输重型卡车。外观方面采用了优异的空气动力学设计的长头驾驶室,拥有比平头卡车更好的风阻系数。内饰方面采用了瑞典风格与美式风格相融合的设计。这样一款长头重卡驾驶起来的感受又会如何呢?     

基于CFD和声学风洞的某SUV整车气动噪声性能提升

利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析工具和声学风洞试验,对某款全新开发的SUV车型进行局部造型和车身密封隔音优化,车内气动噪声性能得到明显提升。外流场仿真计算和声源识别测试具有很好的一致性,识别出后视镜、前轮腔、A柱、雨刮等局部外形噪声声源部位,利用CFD仿真对流场进行优化,提出修改方案并通过实车测试验证效果,有效技术方案在新款车型上得到应用。根据泄漏噪声关键部位的识别,对车身密封和隔音进行了优化和提升,通过声学风洞试验验证了方案的实施效果,新款车型整车气动噪声车内声压级降低了约1.8dB(A),语言清晰度(Articulation Index,AI)提升了10%,提升效果明显。     

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。     

GT新概念

C-Sport Lounge概念车是雪铁龙公司对GT（Grand Tour）车的诠释。该车造型独特，拥有流线型的轮廓。 该车的宽轮距设计和曲线形的侧面体现出一种动力感，而加长的流线型车顶则优化了空气动力学特性。由于在设计上对空气动力性特别重视，其风阻系数只有0.26。     

某SUV车型底部气动附件的开发与研究

以空气动力学仿真分析为前期开发工具,以气坝、发动机机舱底护板为研究对象,针对某SUV车型的空气动力学附件进行了整车气动性能分析与优化,通过实车风洞试验验证了气动附件良好的降阻效果。通过整车散热性能试验、阻力滑行试验及高速操纵稳定性试验可知,增加以上气动附件,能够在满足整车散热性能的同时降低油耗,提高车辆的高速操稳性能。     

大跨度悬索桥中央开槽箱梁断面的颤振性能

以建成后将成为世界最大跨径的钢箱梁悬索桥——西堠门大桥为例，通过节段模型风洞试验、CFD数值模拟和理论计算对中央开槽箱梁断面的颤振稳定性能进行研究，分析了开槽宽度和箱梁内外侧局部气动外形的改变对中央开槽箱梁断面颤振稳定性能的影响。研究结果表明：开槽宽度对中央开槽箱梁断面的颤振稳定性能影响显著；箱梁内外侧局部气动外形的改变也会对结构颤振性能产生一定的影响，而且影响规律更为复杂。     

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。     

节段模型长宽比对风洞测力试验及计算分析的影响

为提高风洞试验数据的可靠性、了解节段模型端部效应对试验结果的影响,通过风洞试验与数值模拟相结合的方法针对典型桥梁断面制作多组不同长宽比的节段模型研究了节段模型长宽比对三分力系数的影响。利用不同长宽比节段模型试验得到的三分力系数,分析三分力试验误差对静风稳定性及抖振响应的影响。为进一步扩大模型长宽比的研究范围,借助了CFD方法重现风洞试验,在保证数值模拟精度的前提下开展了多个长宽比模型的气动力与流场分析,系统总结不同长宽比模型端部效应的影响规律。分析结果表明:为保证测力试验结果的精度和稳定性,节段模型长宽比建议大于等于3,对于流线型箱梁断面,可以适当放宽要求,节段模型长宽比应大于等于2;当长宽比小于建议值,得到的静风稳定结果和抖振响应结果偏危险,长宽比越小,偏差越大;流线型箱梁阻力系数单侧"影响区"的量纲一的长度约1,升力矩系数单侧"影响区"量纲一的长度约为0.6,升力系数的单侧"影响区"量纲一的长度明显远大于其他气动力系数。流线型断面顶板、底板的压力分布对长宽比的变化较为敏感,上、下游侧斜腹板的压力分布受长宽比的影响较小。     

桥梁气弹响应分析的时域气动模型

为了解决传统桥梁气弹响应分析方法因非定常不可压流CFD计算量巨大而导致的效率低下问题,提出一种桥梁气弹响应分析的新方法。该方法采用频域特性可调的广谱指数脉冲时间序列强迫桥梁断面运动,并通过CFD计算得到作用在桥梁断面上的气动力,然后由桥梁断面的运动位移和气动力时程,通过系统识别建立起桥梁绕流系统的时域离散时间气动模型。最后以具有扭转自由度的薄平板在初始位移激励下的运动为例,进行了振动响应计算和气弹全过程分析。研究结果表明:该方法能显著提高桥梁气弹响应分析的计算效率。     

High fidelity quasi steady-state aerodynamic model effects on race vehicle performance predictions using multi-body simulation

We described in this paper the development of a high fidelity vehicle aerodynamic model to fit wind tunnel test data over a wide range of vehicle orientations. We also present a comparison between the effects of this proposed model and a conventional quasi steady-state aerodynamic model on race vehicle simulation results. This is done by implementing both of these models independently in multi-body quasi steady-state simulations to determine the effects of the high fidelity aerodynamic model on race vehicle performance metrics. The quasi steady state vehicle simulation is developed with a multi-body NASCAR Truck vehicle model, and simulations are conducted for three different types of NASCAR race tracks, a short track, a one and a half mile intermediate track, and a higher speed, two mile intermediate race track. For each track simulation, the effects of the aerodynamic model on handling, maximum corner speed, and drive force metrics are analysed. The accuracy of the high-fidelity model is shown to reduce the aerodynamic model error relative to the conventional aerodynamic model, and the increased accuracy of the high fidelity aerodynamic model is found to have realisable effects on the performance metric predictions on the intermediate tracks resulting from the quasi steady-state simulation.     

Quasi steady-state aerodynamic model development for race vehicle simulations

Presented in this paper is a procedure to develop a high fidelity quasi steady-state aerodynamic model for use in race car vehicle dynamic simulations. Developed to fit quasi steady-state wind tunnel data, the aerodynamic model is regressed against three independent variables: front ground clearance, rear ride height, and yaw angle. An initial dual range model is presented and then further refined to reduce the model complexity while maintaining a high level of predictive accuracy. The model complexity reduction decreases the required amount of wind tunnel data thereby reducing wind tunnel testing time and cost. The quasi steady-state aerodynamic model for the pitch moment degree of freedom is systematically developed in this paper. This same procedure can be extended to the other five aerodynamic degrees of freedom to develop a complete six degree of freedom quasi steady-state aerodynamic model for any vehicle.     

基于气动风洞测试的整车热管理CFD分析精度提升方法

研究了在整车开发前期,通过油泥模型在气动风洞中测试前端模块的风速来标定热管理CFD模型的方法,分解了测试流程和标定方法,使标定后的模型与试验一致性较好。利用标定后的模型可以在项目开发早期提升热管理机舱内流分析准确度,使发动机舱内流场的优化做到空气动力学性能和热管理性能的最佳平衡。     

节段模型气动导纳的数值模拟与试验

为了对桥梁风工程中广泛使用的气动导纳进行精细化研究,针对桥梁风工程中由于沿用了经典的薄机翼气动力理论,认为气动导纳仅是量纲一折算频率的函数而与风场特性无关这个问题,首先简要回顾了二维薄机翼非定常气动力理论的基本假定,指出对于钝体桥梁断面,这些基本前提条件不再成立,因此也不存在独立于风场特性的气动导纳函数。在这一理论观点的指导下,利用节段模型风洞测压试验,在3种非均匀布置的格栅湍流场中测量了平板断面和高宽比为1∶4矩形断面的脉动升力,并识别出各自的气动导纳函数。通过比较不同风场下识别的气动导纳函数,研究了不同形式断面与风场的依赖性。然后利用CFD数值模拟,通过改变入口边界条件,在3类湍流场中对结果进行了进一步的验证。试验及数值结果表明：平板断面的气动导纳在3类风场中基本一致,表现出了流线型断面对来流特性的不敏感性,可以认为是量纲一折算频率的单一函数;相比之下,具有钝体特性的矩形断面在3类不同风场中识别的气动导纳区别十分显著,表明钝体断面的气动导纳并不能定性为断面的函数,而是由断面与来流风场特性共同确定。在桥梁风工程中,需谨慎应用源于机翼理论的气动导纳概念,试验识别气动导纳时宜考虑与实际情况相符的风场特性。     

新概念汽车模型风洞试验研究

用模型风洞对新概念车在不同横摆角下纵对称面上压力系数、整车气动力和气动力矩的变化以及纵对称面尾部流态分布进行了试验研究。通过和同等试验条件下典型汽车的气动性能对比,由于新概念车良好的外部流线,其气动性能明显优于典型汽车。