汽车三维分离流动特性的数值研究

本文对轿车尾部的分离流进行了数值计算和研究。通过ＳＧＳ（亚网格尺寸比）湍流模型,用瞬态三维Ｎ－Ｓ方程对具有不同尾部外形的汽车流场进行了全模拟。本文论述了计算所得的非稳态流场的时均值。通过计算结果与风洞实验和水槽实验数据的对比分析验证了计算的有效性和可靠性。     

汽车底部外形对气动特性的影响

以降低车身阻力和提高汽车的行驶稳定性为目的,对车身底部的流动特性进行数值模拟,以使通过车身底部的流动最佳化.以某轿车的1:5模型为研究对象,对汽车底部外形进行各种改型设计,研究汽车底部凸凹外形对汽车空气动力特性的影响,并对产生这些影响的原因进行了分析.模拟计算结果表明:汽车底部外形越复杂,气动阻力系数和气动升力系数越大;对气动阻力系数影响最大的是车轮,对气动升力影响最大的是轮腔.计算和分析的结论可为汽车底部外形设计和改型提供参考,也为获得复杂车身底部流动最佳化外形打下了基础.     

基于滑模理论的高速车辆侧风稳定性控制研究

针对高速车辆侧风稳定性问题,搭建了汽车多体动力学(multi-body dynamics,MBD)和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)双向耦合平台,并基于该平台设计了一种侧风稳定性控制系统.该系统的上层控制器基于滑模理论计算出侧风干扰下的高速车辆为维持稳定所需的附加横摆力矩...     

电动汽车电池冷板微小通道结构优化研究

为对车用电池微小通道冷板结构进行优化,探究冷板流道中流场和温度场的相互作用机理,本文中首先采用正交试验得到了冷板整体的最优布局。使用面向中心的中心复合设计响应面法(FCCCD)研究发现,当波纹通道振幅为1 mm、周期数为4时,波纹通道的综合热力水力性能达到最大,相对平直通道的增幅为17.4%。CFD分析表明,场协同角和通道努塞尔数一致的变化规律证明了场协同理论可以用于解释微小通道内的强化换热。波纹通道曲率的存在导致的流道内的对流混乱大大增强了流体的混合,并破坏了剪切层。该剪切层在流道内分离了主体流和再循环流,因而导致了传热的增强。     

汽车模型表面压力系数的测试与数值模拟

在风洞中采用多通道压力扫描阀对标准SAE汽车简化模型表面进行压力测量,并据此算得车身表面的压力系数。同时进行了对应的数值模拟。数据处理与对比的结果表明,车身上表面压力系数的模拟结果与实测数据非常接近;但在车身底部,两者存在差别,,特别是周围气流有分离的区域,差别较大。     

基于等离子体流动控制的方背式汽车模型减阻研究

通过风洞试验,开展了关于表面介质阻挡放电(SDBD)等离子体激励器对方背Ahmed模型尾部分离流动的控制效果的研究。通过PIV速度测量,揭示了静态环境下激励器诱导离子风的气动特性,然后通过模型表面压力和尾部流场的变化,分析了在激励电压下模型的减阻率,并阐述了其减阻机理:等离子体激励器可有效控制尾部流动,提高模型尾部压力,从而达到减阻的目的。试验结果表明,随着风速提高,激励器控制效果减弱,在17 kV的峰值电压下,激励器可获得最大诱导速度;因此,在10 m/s的风速和17 kV的峰值电压下减阻效果最佳,主动减阻率为-4.58%,总减阻率达-9.02%。     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.     

悬挂式轨道梁倒L型桥墩结构设计

悬挂式轨道梁具有占地面积小、成本低和景观效果独特等优点.以宁夏中卫市沙坡头旅游观光设施工程项目为工程背景,介绍了悬挂式轨道梁倒L型桥墩的设计要点,利用有限元模型对钢结构桥墩进行结构计算,结果表明桥墩结构尺寸合理,刚度和强度均满足规范与设计要求.     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.