轎車(chē)外流場(chǎng)數(shù)值模擬的研究[碩士論文]

轎車(chē)外流場(chǎng)數(shù)值模擬的研究:本文詳細(xì)論述對(duì)轎車(chē)進(jìn)行了外流場(chǎng)的三維仿真計(jì)算整個(gè)過(guò)程，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析和與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，得知仿真的結(jié)果定性的反映流場(chǎng)的特性。在此基礎(chǔ)上還進(jìn)行了車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的分析。得出了車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)汽車(chē)外流場(chǎng)的影響和車(chē)輪在輪坑中轉(zhuǎn)動(dòng)的流場(chǎng)的特點(diǎn)。在轎車(chē)外流場(chǎng)的模擬過(guò)程中：網(wǎng)格的劃分中采用了結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，采用了移動(dòng)地面邊界條件。比較準(zhǔn)確的模擬了轎車(chē)外流場(chǎng)氣流流態(tài)。轎車(chē)外流場(chǎng)的模擬結(jié)果阻力系數(shù)與實(shí)驗(yàn)值相吻合。升力系數(shù)由于對(duì)車(chē)輛底部的簡(jiǎn)化，省略了車(chē)輪而變的不甚吻合。
在車(chē)輪外流場(chǎng)的模擬過(guò)程中：在車(chē)輪和地面的接觸面上采取了一定的技術(shù)處理。這樣就可以比較準(zhǔn)確的模擬車(chē)輪在地面上滾動(dòng)前進(jìn)的狀態(tài)。在本次模擬中采用了轉(zhuǎn)動(dòng)邊界條件和不轉(zhuǎn)動(dòng)的邊界條件。模擬計(jì)算出了車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)阻力以及升力的影響。

第一章 緒論1
§1.1 汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容和意義1
§1.2 汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)研究的方法3
1.2.1 試驗(yàn)研究3
1.2.2 數(shù)值模擬法4
1.2.3 實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值仿真的關(guān)系5
§1.3 本課題內(nèi)容和意義6
第二章 汽車(chē)外流場(chǎng)數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)7
§2.1 汽車(chē)外流場(chǎng)的特點(diǎn)7
§2.2 計(jì)算流體力學(xué)在汽車(chē)的應(yīng)用8
2.2.1 計(jì)算流體力學(xué)8
2.2.2 計(jì)算流體力學(xué)的能力及限制9
2.2.3 計(jì)算流體學(xué)在汽車(chē)上的應(yīng)用9
§2.3 湍流模型理論 10
§2.4 數(shù)值方法的構(gòu)造? 13
§2.5 數(shù)值仿真的主要方法 14
2.5.1 N-S 方程組的近似14
2.5.2 分區(qū)法15
2.5.3 商業(yè)軟件對(duì)于空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬的作用16
第三章 汽車(chē)外流場(chǎng)的數(shù)值模擬17
§3.1 物理模型17
3.1.1 本次計(jì)算的幾何模型17
3.1.2 汽車(chē)外流場(chǎng)物理模型18
§3.2 流場(chǎng)仿真采用的網(wǎng)格類(lèi)型18
3.2.1 流場(chǎng)仿真采用的網(wǎng)格18
3.2.2 汽車(chē)外部流場(chǎng)仿真的網(wǎng)格系統(tǒng)19
§3.3 計(jì)算網(wǎng)格的生成19
§3.4 湍流模型及差分格式22
3.4.1 湍流模型22
3.4.2 微分方城離散24
3.4.3 基本方程的離散處理26
§3.5 模擬結(jié)果分析27
3.5.1 計(jì)算條件27
3.5.2 模擬結(jié)果27
3.5.3 距壁面的距離
y+ 28
3.5.4 車(chē)體表面摩擦力分布29
3.5.5 車(chē)身壓力分布29
3.5.6 尾部的流場(chǎng)模擬結(jié)果分析31
§3.6 本章小節(jié)36
第四章 車(chē)輪的流場(chǎng)的模擬37
§4.1 車(chē)輪的流場(chǎng) 37
4.1.1 車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)流譜的影響 37
4.1.2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng) 38
§4.2 數(shù)值模擬車(chē)輪外流場(chǎng) 39
4.2.1 車(chē)輪的幾何模型 39
4.2.2 流場(chǎng)的物理模型 40
§4.3 網(wǎng)格的生成 40
§4.4 模擬結(jié)果分析 42
4.4.1 邊界條件 42
4.4.2 模擬結(jié)果 43
4.4.3 距壁面的距離
y+ 43
4.4.4 車(chē)輪表面的壓力 43
4.4.5 車(chē)輪周?chē)牧鲌?chǎng) 45
4.4.6 兩種邊界條件比較51