皮卡车外流场气动特性研究

皮卡车外流场气动特性研究

论文摘要

本文采用数值模拟和风洞试验相结合的方法对皮卡车1:5缩比模型外流场气动特性进行了研究,为了更详尽地了解其尾流特性,对皮卡车加硬顶改型的运动型多功能车(SUV)进行了对比研究。数值模拟采用大涡模拟(LES)方法,模拟得到了典型截面的瞬态速度场、平均速度场、流线和压力分布等。还进行了皮卡车后挡板放平、取掉和货箱覆盖1/2的简单改型研究,并对结果进行了分析。风洞试验主要用于验证数值模拟结果的可靠性,将表面丝带、尾流丝带、烟流等定性试验结果及尾流粒子图像测速(PIV)定量结果与数值模拟结果进行了对比,证实了本文数值模拟方法的有效性和模拟结果的准确性。将本征正交分解(POD)方法用于皮卡车、SUV的尾流速度场分析,发现低阶模态基本能捕捉流场的大尺度拟序结构,皮卡车尾流比SUV复杂。本文的研究可为皮卡车的减阻研究、造型优化提供理论参考。

论文目录

  • 提要
  • 第1 章 绪 论
  • 1.1 研究背景与意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 汽车外流场研究概述
  • 1.4 湍流的本征正交分解
  • 1.5 汽车外流场的大涡模拟
  • 1.6 研究的主要目的与内容
  • 第2 章 风洞试验研究
  • 2.1 汽车风洞试验准则
  • 2.2 试验设备及模型
  • 2.2.1 风洞介绍
  • 2.2.2 模型及其安装
  • 2.3 粒子图像测速(PIV)技术
  • 2.3.1 PIV测速原理
  • 2.3.2 PIV测速参数选择原则
  • 2.3.3 PIV系统组件及技术参数
  • 2.4 试验内容及方法
  • 2.4.1 定量试验
  • 2.4.2 定性试验
  • 2.5 试验结果分析
  • 2.5.1 皮卡车PIV结果分析
  • 2.5.2 皮卡车流态显示分析
  • 2.5.3 SUV的PIV结果分析
  • 2.5.4 SUV流态显示分析
  • 2.6 本章小结
  • 第3 章 数值模拟研究理论及模拟方案
  • 3.1 汽车外流场的特点
  • 3.2 湍流大涡模拟方法
  • 3.2.1 湍流的基本方程
  • 3.2.2 湍流数值模拟方法
  • 3.2.3 大涡模拟法(LES)基本思想
  • 3.2.4 滤波函数
  • 3.2.5 大涡模拟控制方程
  • 3.2.6 亚格子尺度模型
  • 3.3 控制方程的离散化
  • 3.3.1 控制方程的空间离散
  • 3.3.2 控制方程的时间离散
  • 3.3.3 湍流流动的壁面区处理
  • 3.3.4 流场的求解
  • 3.4 网格策略
  • 3.4.1 结构网格
  • 3.4.2 非结构网格
  • 3.4.3 混合网格
  • 3.4.4 网格划分要求
  • 3.5 数值模拟方案
  • 3.5.1 几何模型
  • 3.5.2 计算域选取
  • 3.5.3 网格方案
  • 3.5.4 边界条件
  • 3.5.5 雷诺数的选取
  • 3.5.6 仿真步长
  • 3.5.7 并行计算
  • 3.6 本章小结
  • 第4 章 数值模拟结果分析及试验验证
  • 4.1 皮卡车模型
  • 4.1.1 尾流截面速度分布,流线图
  • 4.1.2 尾流截面速度分布PIV试验验证
  • 4.1.3 数值模拟结果与烟流法的对比
  • 4.1.4 数值模拟结果与表面丝带法的对比
  • 4.1.5 车身表面压力分布分析及试验验证
  • 4.1.6 车身表面y+ 值分布
  • 4.1.7 皮卡车改型研究及气动阻力系数对比
  • 4.2 运动型多功能车(SUV)模型
  • 4.2.1 各截面速度分布,流线图
  • 4.2.2 尾流截面速度分布试验验证
  • 4.2.3 数值模拟结果与烟流法的对比
  • 4.2.4 数值模拟结果与表面丝带法的对比
  • 4.2.5 车身表面压力分布分析
  • 4.2.6 车身表面y+ 值分布
  • 4.3 本章小结
  • 第5 章 尾流速度场本征正交分解
  • 5.1 本征正交分解基本原理
  • 5.2 模态能量分析
  • 5.3 模态分析及速度场的重新建立
  • 5.3.1 皮卡车典型截面模态分析及速度场的重新建立
  • 5.3.2 运动型多功能车典型截面模态分析及速度场的重新建立
  • 5.4 本章小结
  • 第6 章 全文总结
  • 6.1 论文研究工作和结论
  • 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
  • 相关论文文献

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    • [18].细光束在钝锥体外流场中的追迹[J]. 应用光学 2008(06)
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    • [21].汽车外流场对汽车行驶稳定性影响研究[J]. 宁波工程学院学报 2012(01)
    • [22].侧风作用下汽车外流场气动特性分析[J]. 科技导报 2015(15)
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