基于CFX的方程式赛车绕流场分析与优化

针对某型大学生方程式（FSC）赛车的整车绕流场展开计算流体力学（CFD）分析与优化。利用三维建模软件CATIA对车身、车架、发动机总成、车轮及舱内模型进行建模、装配并生成风洞分析模型。采用集成于ANSYS Workbench环境下的流体分析软件CFX对此模型进行仿真分析，着重分析了赛车在正面风向状态下的受力情况及气流流态。仿真计算结果显示，原型车风阻较大，多处流场存在明显的紊流，影响了气动性能及赛车的速度性；气动升力及纵倾力矩偏大，影响赛车的驾驶稳定性。根据原型车的仿真结果，对车身及其他部件的优化改进提出几种策略，通过CFX仿真计算得出其优化效果。在对各项策略的优化效果进行详细分析后，通过选择优化效果好的策略、剔除无作用甚至反作用的策略以及多策略组合的办法，完成对原型车的优化设计。优化后赛车的气动性能得到提升，整车的气动阻力、气动升力及纵倾力矩均得到改善。