三维轿车外绕流场数值模拟

摘要

轿车高速行驶时,所受到的气动阻力占总阻力的一半以上,而且气动升力、侧向力等对轿车的行驶稳定性、安全性有着至关重要的影响,因此研究高速轿车外绕流场显得意义重大.该文将对某型轿车进行外流场的数值模拟,其主要内容有:1.建立轿车外绕流动的物理和数学模型;2.利用结构化、非结构化和半结构化网格,对轿车外流场采用分区法划分网格;3.采用有限体积法离散控制方程,并利用SIMPLE算法对压力和速度进行耦合求解;4.寻求合理的湍流模型并进行模拟计算与试验验证;5.进行轿车外绕流场的模拟,分析不同工况下的流动特性,进一步探讨移动地面边界和网格精度对模拟结果的影响.

目录

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1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究状况

1.3本文的主要工作

2汽车外绕流场的物理数学模型

2.1汽车车身绕流的物理模型

2.1.1汽车车身外流场的描述

2.1.2行驶汽车的受力状况

2.1.3汽车的行驶环境及坐标系

2.1.4仿真模型的确定

2.2汽车车身绕流的数学模型

2.2.1控制方程

2.2.2k-ε湍流模型

2.2.3壁面处理方法

2.3小结

3控制方程的数值解法和网格生成

3.1控制方程的离散

3.1.1差分格式

3.1.2压力校正方法

3.2网格生成

3.2.1流场分区

3.2.2网格生成方法

3.3算例及数值验证

3.4小结

4三维轿车外绕流场的数值模拟

4.1PLUENT软件简介

4.2计算模型的建立

4.3网格划分

4.4初、边界条件处理

4.5数值结果与分析

4.4.1移动地面与固定地面的比较

4.4.2车速对气动性能的影响

4.4.3车轮对底部气流的影响

4.4.4顶盖和尾部结构对气流的影响

4.4.5网格精度对结果的影响

4.6小结

5结论

致谢

参考文献