汽车外翼缘电子后视镜罩对气动特性的影响研究

摘要

汽车外部后视镜作为汽车表面比较突出的钝头体，其后面尾流区内具有结构复杂的流场，直观反映着汽车车身外表面的压力分布。汽车行驶时，流经后视镜外缘的气流会分离并形成类似于卡门涡的湍流结构，该结构在后视镜尾部沿气流流向移动，拖出一段较长距离，同时该结构中还存在规则的涡系。湍流结构中的涡流和气泡及其与汽车车身覆盖件和侧窗玻璃等的相互作用是引起后视镜气动噪声的主要原因。鉴于传统镜面后视镜的造型设计对汽车的气动特性有较大影响，本文基于计算流体动力学（CFD）仿真分析的方法，旨在设计一种汽车外翼缘电子后视镜罩，在更加符合空气动力学设计要求的同时降低对汽车气动特性的影响。 在确定仿真方法后，借鉴蜗牛触角的外形与功能并基于仿生学设计理论，对传统镜面后视镜的造型进行改型设计。利用Catia建立汽车电子后视镜仿真风洞模型，参考CFD仿真计算后的结果，对比分析改型前后汽车后视镜尾流区域流场、静压力的分布情况，研究分析借鉴了蜗牛触角仿生设计的汽车外翼缘电子后视镜对汽车外部气动噪声的影响。模拟仿真计算后的结果显示：该电子后视镜相对于传统镜面后视镜在降低整车气动噪声和气动阻力方面优势明显。创建整车几何模型，将电子后视镜与传统后视镜分别装配在整车模型上，仿真结果显示，整车模型仿真的气动特性与单独的后视镜模型仿真的结果一致，两种模式的仿真有效地佐证了该汽车电子后视镜的降噪效果。 本文基于SST k-ω湍流模型模拟风洞仿真实验分析的方法，研究了后视镜尾流区域的气动特性，并依据仿真结果分析电子后视镜相较传统镜面后视镜的优势和其对整车气动特性的影响机理，本文的研究方法和结果不仅对今后电子后视镜的声学与气动优化提供了理论参考，还对相关理论研究与工程开发有一定参考价值。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文主要研究内容及意义

第2章 汽车气动特性理论

2.1 汽车噪声及其分类

2.2 汽车空气动力学噪声的研究方法

2.3仿生设计学理论

2.4 本章小结

第3章 数值仿真理论与方法

3.1 气动噪声数值仿真方法

3.2 仿真方法的可行性分析

3.3 本章小结

第4章 开发低噪声仿生电子摄像头外后视镜

4.1 开发低噪声仿生外后视镜

4.2 稳态计算及流场分析

4.3 仿生外部电子后视镜的整车应用

4.4 整车模型瞬态计算前侧窗区域声压级对比

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢