基于CFD的汽车前端结构匹配研究

采用CFD仿真技术结合正交试验方法对主要前端结构进行了匹配研究。基于Fluent平台,搭建了整车的前端结构分析模型,设计了9种正交试验方案,系统地研究了前端格栅开口、冷凝器导流板、冷却风扇直径对整车前端进气、气动阻力的影响。通过整车风洞试验及热管理环境舱试验对最优配置进行了验证,相对误差值约2.28%。改进方案的Cd值为0.421 06,比改进前降低3%,且动力总成冷却系统(PTC)性能良好。研究结果对商用车前端结构的设计和匹配具有指导意义。     

某MPV车型的尾翼气动优化研究

为优化某MPV车型的气动性能,基于风洞试验结合试验设计优化方法对其尾部的尾翼零件包括尾翼本体和侧面饰板进行多参数的优化。通过在风洞试验中的优化获得了该车型尾部的气动最优造型方案,相比原始造型方案,整车阻力降低约2.9%。之后对优化前后的造型方案进行了CFD仿真,对比了优化前后的压力分布和流场的差异,分析了整车阻力降低的原因。最后通过对比整车各区和零件上的阻力变化进一步验证了阻力降低的原因,为MPV车型的尾部气动开发提供了优化方向。     

汽车进气系统优化分析与环模试验验证

CFD分析与试验验证相结合已经被各汽车行业普遍应用于汽车设计与开发研究中,在本文中主要论述了某车企工程师在研究某涡轮增压汽车进气系统时利用CFD软件分析其前端进气流场和温度,然后根据优化方案改制零件并装车进行整车热管理试验验证方案有效性。     

基于PowerFlow的某重型牵引车外流场数值分析

在整车开发过程中,为更好地用车外流场的CFD分析为汽车气动外形进行设计和优化,文章针对某重型牵引车,利用基于LBM方法的大型商用CFD软件PowerFlow,建立了整车三维计算模型,并进行了外流场数值模拟,计算得到该重型牵引车的阻力系数为0.621,通过分析车身的压力分布及车身周围的速度分布等情况,提出了基于CFD分析结果的改进措施:在货箱前端和后端各加一个导流装置.结果表明:改进后整车风阻系数为0.589,较原来降低5.15％,效果较显著.该方法为整车气动性能设计提供了理论依据.     

前阻流板对汽车气动性能的影响(续1)

文章针对某轿车模型,从整车减阻的目标出发,利用STAR-CCM+软件,采用空气动力学数值模拟的方法,研究了汽车前部阻流板对整车气动阻力和冷却模块通风量等影响。结果表明,通过在前车体下部添加阻流板,整车的气流状态得到改善,具有减小整车气动阻力和提高冷却模块的冷却性能等重要作用。阻流板的高度和位置是影响其减阻效果的关键因素。通过添加前阻流板和封闭前格栅等措施,达到了预期的整车减阻目标。     

基于近似模型的可变后扰流器气动优化

为了更好地改进车辆的气动特性,讨论了一种将参数化建模、CFD计算和数值寻优方法相结合的气动优化方法。设计了一种根据使用工况可调的汽车后扰流器,针对高速行驶和高速制动2种典型工况,对该扰流器的形状和位置进行气动优化。首先对可变后扰流器进行参数化设计,并用拉丁方法对参数化模型进行试验设计,通过CFD计算获取响应值;然后采用Kriging模型构建参数变量与气动特性之间响应关系的近似模型;最后以该模型为基础使用遗传算法对扰流器形状和位置进行优化设计。研究结果表明：优化后的可变扰流器可使整车在高速行驶工况下阻力系数减小3.3%,升力系数减小22.4%;在高速制动工况下,升力系数减小69.9%,整车的气动特性获得了较大的改善。     

汽车在环境风洞内流场的数值模拟与实验研究

为研究汽车在环境风洞内的流场特性,建立了环境风洞和整车数值模型,考虑了风洞喷口和收缩段的阻塞效应、边界层抽吸以及实验设施等对汽车流场的干扰效应,对环境风洞内汽车前方、车身和车轮周围、冷却模块以及机舱内的流场进行了数值模拟。对车身表面的静压以及车身周围和车底部的风速等进行测试,通过数值模拟结果与实验结果的对比,表明数值风洞能准确预测汽车在环境风洞内的流场特性。研究结果显示：汽车前端气流的速度分布沿着气流方向发生显著变化,越接近前端冷却模块时风速的均匀性变得越差;汽车底部气流受地面、车底和轮胎旋转等的共同影响呈现规律性的变化,车底风速沿车身纵向先增大后减小。本方法对研究汽车在环境风洞内的热气动性能以及开发数值风洞提供了新的思路和参考。     

主动进气格栅角度对整车前舱进气性能影响的数值分析研究

基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）研究了前端主动进气格栅的叶片角度对于前舱冷却气流进气量的影响。主动进气格栅可以有效地降低整车风阻,但其对于前端开口面积的阻挡,会使前舱冷却气流有一定程度的下降。通过数值仿真法在造型固定的情况下,改变主动进气格栅叶片的角度,研究冷却气流进风量的变化和叶片角度的关系。研究发现,通过调整叶片角度,可以在相同的格栅开口下,获得更多的进气量。对比了不同角度下前舱流场的不同,分析了前舱进气流量增加的原因,为主动进气格栅的设计提供了方向。     

汽车后扰流板对外气动性能影响的研究

以某SUV车型为分析对象,采用CFD和风洞试验相结合的方法,对车体尾部后扰流板角度调整方式、角度和断面结构调整对外气动性能产生的影响进行分析,并根据分析结果对后扰流板进行优化,优化的后扰流板断面几何结构和攻角的后扰流板装置可使整车风阻系数下降3%~5%,从而提高整车动力性和燃油经济性。     

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。     

轻卡外流场数值模拟及货箱优化设计

对某轻卡进行外流场的数值模拟,通过对模型的流场特性的分析,研究气动阻力产生的主要原因。将车厢高度和车厢与驾驶舱距离作为两个影响因子,采用拉丁超立方设计方法和最小二乘法创建二阶响应面模型,利用混合整型优化法进行参数优化,优化后与原型设计相比,整车气动阻力明显减小,表明该方法能有效地提高整车空气动力学性能和CFD优化效率。     

发动机舱的冷却气流仿真与散热的改善

为降低冷却阻力,对原车机舱气流进行了数值仿真,基于仿真结果,从改变冷却气流方向、降低气流经过前端部件的能量损失和提高散热器性能3个角度提出了不同的方案,进行风洞试验验证,结果表明,加装前端隔板后散热器进气量增加15%,而冷却阻力降低5 counts。对于机舱内部散热问题,通过仿真与试验结合的方法,采取多种措施(如在方向机后加装挡板引导气流加强其局部流动,风扇后加装导风罩进行热气流疏导,发动机进气口加装导流装置,以提供额外的冷却气流),结果方向机变速器悬置的散热得到改善,而前端的冷却气流不受影响。     

利用风扇罩主动格栅实现对车辆冷却气流的控制

从汽车冷却气流形成机理分析入手,提出采用风扇罩主动格栅(Fan Housing Active Grille Shutter,FHAGS)对气流进行主动控制的技术手段。该技术有别于传统的主动格栅(Active Grille Shutter,AGS)只侧重降低风阻的单一功能,既可以保持传统风扇罩提高强制对流效率的特点,又可以提高中高速下的冲压气流流量。利用该技术,在等效冷却的前提下可以有效降低冷却风扇的转速,从而达到降低油耗、减小噪声的目的。以一辆参考车作为研究对象,通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析和试验验证,归纳推导出冷却气流的计算公式和控制逻辑,并结合热环境风洞试验对该技术的有效性进行验证。试验表明,FHAGS作为一项汽车节能降噪技术,具有一定的推广价值。     

汽车前端冷却模块气动噪声数值分析

采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)分步耦合方法对汽车前端冷却模块气动噪声进行数值分析。将换热器部件等效为多孔介质,利用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)捕捉冷却模块声源信息。利用声学边界元法(Acoustic Boundary Element Method,BEM)计算气动噪声,并将计算结果和噪声试验结果进行对比。结果表明,冷却模块空间声场低频段轴向偶极特征明显;离散噪声突出而宽频噪声相对较小;场点总声压级随转速的增大而增加;出风口场点总声压级较进风口大;增加等效声源数量可提高气动噪声的数值预测精度。计算结果与试验结果吻合较好,说明CFD和CAA分步耦合方法可为冷却模块低噪声设计提供理论指导。     

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。     

基于鲨鱼鳍的汽车车身仿生气动减阻研究

通过基于鲨鱼鳍的仿生学研究,设计了一种轿车尾底部附加装置,以期减小汽车的气动阻力。在风洞实验验证了CFD仿真方案的基础上,应用ISIGHT集成UG,ICEM和FLUENT,通过参数化建模,采用2阶响应面近似模型和多岛遗传算法对附加装置进行优化。结果表明:仿生附加装置减小了尾部的气流分离,抑制了湍流涡结形成,改善了流场结构,有效降低了气动阻力,优化后的附加装置使汽车气动阻力系数Cd比原车减小了5.06%。     

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。     

基于CFD的牵引列车雨水管理与风阻优化分析

为了减小汽车高速行驶过程中的风动阻力、降低汽车在雨天行驶时外表面雨水、灰尘的附着程度,提高视野的可见度,研究了不同优化措施对NG17牵引列车的风阻系数、侧窗和后视镜等关键部位雨水分布的影响.基于CFD分析软件CCM+与风洞试验分析了该牵引列车采取不同优化措施后的阻力系数变化及雨水分布.研究结果表明:优化后整车的风阻系数...     

优化JT6120型客车气动特性的风洞试验

对影响ＪＴ６１２０型客车气动特性的主要外形结构参数进行了系列风洞试验，并对整车气动特性进行了优化，获得了最优化形设计方案，其空气阻力系数由０．７１下降至０．３４，其它气动特性指标也得到相应改善。     

汽车气动阻力系数C_D风洞测量值修正技术研究

根据国外的研究,汽车气动阻力系数C_D值的修正方法主要有阻塞效应、水平浮力效应、尾流压力梯度和喷口压力梯度影响等修正。本文中在国外研究结果的基础上,提出了新的汽车气动阻力系数CD值的综合修正方法,它需要在不同风洞中进行风洞试验验证和CFD虚拟风洞试验验证,并对验证结果进行统计分析。