侧风下车桥气动力系数数值模拟及行车安全研究

论文摘要

在目前海湾大桥建设的新时期,车辆气动力系数识别的研究更加的紧迫和必要。本文以象山港大桥为桥梁背景,选取了具有代表意义的四种典型车辆形式：Baker拖车、曼牌货车、双层巴士、小汽车,进行了四种模型的数值模拟研究。主要工作包括：1、以宁波象山港大桥为桥梁背景,针对车辆位于四个不同车道进行数值模拟计算。对比分析了不同车道的车辆六分力系数的变化情况；2、对比分析了地面上和桥面上典型车辆对于不同风偏角下的气动力系数；3、四种典型车辆在桥面上和地面上的行车安全性进行了初步的探索和分析。主要研究探讨了平均风对于典型车辆抗侧倾、侧滑性能的影响；4、典型车辆行驶在桥面上,对桥梁流场产生干扰,由于车辆的存在引起桥梁的三分力的变化。对车辆影响桥梁的三分力系数变化的范围和变化的幅度进行了初步的分析和研究。文章的主要结论包括：1、车桥气动力特性相互影响,车辆经过时对桥梁气动力参数的影响和桥梁绕流对车辆气动性能的影响都较为显著,将对于车辆行驶的安全性产生较大影响；2、确定行车安全准则,通过已得的车辆气动力系数,对典型车辆在桥面上和地面上的行车安全性进行了初步的探索和分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 数值模拟研究基础
• 2.1 数值模拟理论基础
• 2.1.1 基本概念和术语
• 2.1.2 汽车外流场的基本假设
• 2.1.3 基本控制方程
• 2.1.4 数值模拟过程
• 2.1.5 湍流模型的比较与选择
• 2.2 FLUENT软件简介
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 GAMBIT建模及生成网格
• 2.2.3 FLUENT参数选择及计算过程
• 2.2.4 FLUENT结果分析及后处理
• 2.6 本章小结
• 第三章 车桥系统中典型汽车和桥的气动力系数研究
• 3.1 工程背景及桥梁模型
• 3.1.1 工程背景
• 3.1.2 桥梁模型
• 3.2 典型汽车种类及模型
• 3.2.1 典型车辆的分类
• 3.2.2 典型车辆模型
• 3.3 车桥系统模型
• 3.4 车桥系统中车和桥的气动力数值模拟
• 3.4.1 参数的定义
• 3.4.2 车桥体系流场数值模拟
• 3.5 计算结果分析
• 3.5.1 车桥系统中典型车辆的气动力系数
• 3.5.2 车桥系统中桥梁的气动力系数
• 3.6 本章小结
• 第四章 典型车辆的行车安全分析
• 4.1 车辆的行车安全准则
• 4.1.1 车辆侧倾安全标准
• 4.1.2 车辆侧滑安全标准
• 4.2 典型车辆的行车安全分析
• 4.2.1 典型车辆外形和载重参数
• 4.2.2 侧风下典型车辆在桥上行车安全分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结语
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录A 典型汽车在地面上的气动力系数
• 附录B 典型汽车在桥面上的气动力系数
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果