直背轿车底部结构对后风窗污水溅染影响的研究

摘要

相比于三厢轿车，两厢直背轿车后风窗区域更容易受到污染物的附着。而近些年在国内，两厢直背轿车越来越受到人们的喜爱，研究直背轿车后风窗污染产生的机理，控制后风窗区域的污染物附着，提高人们的驾乘体验，是一件很有必要的事。为了研究车身底部结构对汽车后风窗污染物附着的影响，本文主要做了以下三方面的工作：　　第一部分，对原始车型进行了数值仿真计算，并利用道路实验验证了数值仿真方案的可行性。根据数值模拟的结果详细分析了汽车后风窗污染物附着的产生机理，得到了车身底部结构是影响后风窗污染物附着的重要因素这一结论，为下文进一步研究做了铺垫。　　第二部分，根据上一部分得到的结论选取了对后风窗污染影响较大的三个底部结构参数：离地间隙、轴距和尾部上翘角。利用试验设计、数值仿真与数据挖掘的方法，分析了选取的三个参数对汽车后风窗污染、气动阻力和气动升力的影响。由分析得到：三个变量的主效应及交互效应对各目标均产生了较大的影响；同时，后风窗污染与汽车的气动阻力存在相互竞争的关系无法同时达到最优化。接下来，对三个变量的组合进行了多目标优化分析，优化的目标为后风窗污染最小、气动阻力最小和升力为0N。根据优化结果选取了一个综合性能较好的车型进行了流场分析，所选车型后风窗污染降低了56.5％，并且气动阻力仅增加了0.32%。　　第三部分，本文在汽车底部安装不同形式的挡泥板，并进行了数值仿真计算，详细分析了两种不同形式的挡泥板对后风窗污染及汽车气动性能的影响。由分析得到了以下结论：在后风窗污染方面，安装挡泥板可以有效的控制汽车后风窗污染物的附着；在气动性能方面，安装挡泥板可以在一定程度上改善气动升力，但气动阻力均因挡泥板的安装而变大。　　本文模拟分析了直背轿车底部结构对后风窗污染及汽车气动特性的影响，可以为今后的汽车设计提供一定的参考意义。

目录

声明

1 绪论

1. 1 背景意义

1. 2 国内外研究现状

1. 3 数据挖掘

1. 4 本文研究内容

1. 5 本章小结

2 计算流体力学基础理论

2. 1 流动守恒定律

2. 2 湍流模型

2. 3 边界层

2. 4 守恒方程的离散

2. 5 离散相模型（DPM）

2. 6 本章小结

3 数值模拟方法及实验验证

3. 1 研究车型三维模型

3. 2 计算域划分

3. 3 网格划分

3. 4 Fluent计算

3. 5 UDF介绍

3. 6 道路实验

3. 7 数值模拟结果分析

3. 8 本章小结

4 车身底部结构对后风窗污染影响分析

4. 1 参数选取

4. 2 DOE介绍

4. 3 结果分析

4. 4 基于Kriging的多目标优化分析

4. 5 优化结果分析

4. 6 本章小结

5 挡泥板对后风窗污染及气动性能的影响

5. 1 挡泥板模型

5. 2 数值模拟结果对比

5. 3 轮腔挡泥板车型流场分析

5. 4 尾部挡泥板车型流场分析

5. 4 本章小结

6 总结与展望

6. 1 全文总结

6. 2 研究展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果