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%。     

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%。     

侧风下半挂货车侧移特性的分析与优化

为提高某带导流罩的半挂货车侧风作用下的行驶安全性,首先采用CFD与多体动力学软件,对高速行驶的半挂货车侧风作用下的侧移特性进行了分析;然后以导流罩为对象,采用优化拉丁超立方方法进行试验设计;最后基于Kriging模型建立了代理模型,并以此为基础,利用多岛遗传算法进行优化.结果表明,与安装初始导流罩的半挂货车相比,安装优化导流罩后的半挂货车在侧风作用下的侧向位移最大约降低了10％.     

集装箱半挂运输车气动特性的数值仿真及改进

为降低车身的气动阻力,文中应用CFD软件对某款集装箱半挂运输车简化模型进行数值仿真,以揭示车身周围空气流动的机理.首先分析了原车型的车身周围流场的流动特性,然后加装导流罩并研究改变其圆角半径和驾驶室与集装箱的间距对整车气动阻力系数的影响规律.     

重卡外气动性能评估与优化

利用数字仿真方法对某重卡的整车空气动力特性进行仿真分析。通过仿真分析,获得整车的风阻系数;并且根据对整车流场的压力云图分析,发现影响空气阻力系数的关键零件,并对导流罩进行了优化改进。优化后的分析表明改进效果是明显的,空气阻力系数得到了有效降低。     

长头厢式货车加装导流罩的风洞和道路试验研究

本文论述国产长头厢式货车加装导流罩的必要性，阐述用风洞进行厢式货车加装导流罩的模型试验并分析了各种加装空气动力导流装置的效果和相关的道路试验结果。通过多种滑行数据处理方法的对比，提出了计算滚动及摩擦阻力系数和空气阻力系的拟合法。     

碳纤维复合材料导流罩轻量化设计技术研究

为满足商用车轻量化发展需求，从材料轻量化角度出发，将某款商用车驾驶室的玻璃钢顶导流罩替换为碳纤维环氧树脂基复合材料（CFRP）顶导流罩，实现了降重30%的目标，同时性能指标达成，甚至优于原玻璃钢顶导流罩；基于3D-Hashin复合材料失效准则和Cohesive分层失效准则，建立了CFRP基本力学性能仿真模型，并通过与试验结果进行对比，验证了模型的有效性与材料参数准确性；通过优化碳纤维复合材料层合板的铺层角度设计，建立顶导流罩有限元模型，将两种材料的约束模态和刚度进行对比分析，结果表明：与原玻璃钢顶导流罩相比，碳纤维复合材料（CFRP）顶导流罩在显著降重的基础上，约束模态和平均刚度均有所提升，且满足强度性能指标。     

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.     

铸铝一体化发动机罩的可靠性优化设计

为了提高发动机罩的轻量化水平与性能要求,采用“材料-工艺-结构-性能”一体化集成方法设计铸铝一体化发动机罩。建立了发动机罩的有限元模型,通过模态试验验证了所建模型的准确性。以铸铝发动机罩厚度为设计变量,综合考虑发动机罩的刚度和模态性能,采用最优拉丁超立方试验设计构造样本点,联合径向基（Radial Basis Function,RBF）神经网络模型与多岛遗传算法（Multi-Island Genetic Algorithm,MIGA）进行多目标优化。基于RBF-MIGA近似模型和6Sigma可靠性优化方法对发动机罩进行优化设计。结果表明,经可靠性优化后的发动机罩质量减轻了10.59%,约束一阶模态提高了41.43%。