轻型客车的气动特性分析与造型优化研究

论文摘要

本文采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,对轻型客车外流场的气动特性进行了深入的研究。首先,对所采用的数值模拟方案进行了试验验证,采用验证后的方案,对数值模拟的网格无关性进行分析,确定了本文应该采用的最佳网格数目,然后进行了数值模拟研究;在风洞试验中,进行了轻型客车简化模型的流态显示试验。在此基础上,对轻型客车进行了局部的改型与优化,探讨了局部造型改变情况下轻型客车气动特性的变化规律,揭示了其变化机理,找出了对于该种车型气动外形的最佳组合方案。并把数值模拟结果与风洞试验结果进行对比,验证数值模拟结论的正确性。应用外形优化结论对国内某轻型客车进行改型,通过改进车型的数值模拟研究,验证了论文提出的针对轻型客车的外形优化方案的有效性,并对其气动特性进行了详细的分析,提出了进一步的改型措施,为该车型的空气动力学优化提供了理论依据。论文的研究成果将为轻型客车的气动减阻研究、造型优化和新车型的开发提供重要的理论依据。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的基础
• 1.4 研究的方法
• 1.5 研究的内容
• 第2章 数值模拟的理论基础
• 2.1 数值模拟
• 2.2 数值模拟的特点
• 2.3 数值模拟的计算方法
• 2.4 数值模拟的离散格式
• 2.4.1 中心差分格式
• 2.4.2 一阶迎风格式
• 2.4.3 混合格式
• 2.4.4 指数格式
• 2.4.5 乘方格式
• 2.4.6 二阶迎风格式
• 2.4.7 QUICK格式
• 2.5 数值模拟的求解过程
• 2.5.1 建立几何模型和计算域
• 2.5.2 网格方案
• 2.5.3 湍流模拟方法
• 2.5.4 边界条件
• 2.5.5 计算
• 2.5.6 分析和后处理
• 2.6 本章小结
• 第3章 轻型客车的气动特性分析
• 3.1 轻型客车的数值模拟研究
• 3.1.1 基于Ahmed模型的试验验证
• 3.1.2 几何模型和计算域
• 3.1.3 网格方案
• 3.1.4 网格数目无关性分析
• 3.1.5 边界条件
• 3.1.6 轻型客车外流场的特点
• 3.2 轻型客车的风洞试验研究
• 3.2.1 风洞试验的基础
• 3.2.2 风洞试验的特点
• 3.2.3 风洞试验的技术要求
• 3.2.4 风洞试验方法
• 3.2.5 试验风洞介绍
• 3.2.6 模型风洞试验
• 3.3 计算结果的试验验证
• 3.3.1 气动阻力系数
• 3.3.2 车身近壁面的速度分布
• 3.3.3 尾部截面的速度分布
• 3.4 本章小结
• 第4章 轻型客车的造型优化研究
• 4.1 后风窗角度
• 4.2 前端过渡半径
• 4.3 底部上翘角度
• 4.4 背部角度
• 4.5 气动造型的优化
• 4.6 计算结论与风洞试验结果的对比分析
• 4.6.1 后风窗角度变化
• 4.6.2 前端过渡半径变化
• 4.6.3 底部上翘角变化
• 4.6.4 背部角度变化
• 4.7 本章小结
• 第5章 国内某轻型客车空气动力特性研究
• 5.1 几何模型和计算域
• 5.2 求解设置
• 5.3 网格方案
• 5.4 计算结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 全文总结
• 6.1 论文的研究工作和结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT