车轮空气减阻及其轮内传热

论文摘要

利用空气动力学理论,开展车轮辐板孔型、结构等方面设计分析,在轻量化的基础上,实现各种状况的风阻最小化,并兼顾空气热流动力过程的制动器冷却效应;通过CFD分析车轮辐板孔型、结构与空气动力学阻力及车轮的轮内散热的关系,为车轮辐板孔型、结构的方面的设计提供理论依据。首先在数值分析方面,针对旋转状态的车轮及其内部制动盘建立空气动力学和传热学的耦合数值模型并对其进行数学分析。建立并完善车轮动态仿真数学模型,其中包括:计算域确定、迎风面积的表示形式、滑动网格采用多体网格共存的网格模型实现网格的旋转滑移、动态仿真运算过程中采用非稳态运算并设置较小的迭代时间间隔的收敛准则。在不同轮辋结构形式的CFD数值分析方面,开展孔形、孔数等方面的探索研究。利用建立的仿真模型探索轮辋的结构形式与制动装置共同作用下的车轮气动减阻规律,建立较全面的车轮气动减阻的研究方法、分析策略、评价手段。并在空气动力学分析的基础上,考虑不同轮辋结构形式对制动盘散热效果的影响的特性规律。并将二者的分析结合,获得兼顾车轮气动减阻和对制动盘散热特性影响的轮辋结构形式设计规律,为钢制车轮的设计及改进提供参考依据。

论文目录

• 内容提要
• 符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外关于汽车车轮空气减阻及传热的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本项目研究意义与主要内容
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 车轮减阻及传热数值模型求解
• 2.1 仿真物理模型
• 2.2 网格划分策略
• 2.2.1 计算区域的确定
• 2.2.2 体网格划分策略
• 2.2.3 网格的局部处理
• 2.3 边界条件设定
• 2.4 流场求解策略
• 2.5 本章小结
• 第3章 独立车轮的气动特性分析
• 3.1 气动阻力系数及确定分析方案
• 3.1.1 气动阻力系数概念
• 3.1.2 确定分析方案
• 3.2 圆柱体与壳体车轮模型气动特性分析
• 3.2.1 气动阻力特性分析
• 3.2.2 表面静压力特性分析
• 3.2.3 流场特性分析
• 3.3 圆孔车轮模型不同孔径模型气动特性分析
• 3.3.1 气动阻力特性分析
• 3.3.2 流场特性分析
• 3.4 开孔总面积固定，孔数变化情况下的气动特性分析
• 3.4.1 气动阻力特性分析
• 3.4.2 流场特性分析
• 3.5 不同孔型车轮模型气动特性分析
• 3.5.1 气动阻力特性分析
• 3.5.2 流场特性分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 车轮气动特性及传热特性耦合分析
• 4.1 壳体不开孔车轮的流场特性分析
• 4.1.1 气动阻力特性及流场特性分析
• 4.1.2 流场特性分析
• 4.2 圆孔车轮不同孔径车轮的耦合分析
• 4.2.1 气动阻力特性分析
• 4.2.2 流场特性分析
• 4.2.3 传热特性分析
• 4.3 开孔总面积固定、孔数变化情况下的耦合分析
• 4.4 不同孔型车轮的耦合特性分析
• 4.4.1 气动阻力特性分析
• 4.4.2 流场特性分析
• 4.4.3 传热特性分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT