汽車(chē)模型風(fēng)洞地面邊界層控制流場(chǎng)計(jì)算.pdf

1、同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文汽車(chē)模型風(fēng)洞地面邊界層控制流場(chǎng)計(jì)算姓名：周晶申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：車(chē)輛工程指導(dǎo)教師：陳禮璠2000.1.1同濟(jì)大學(xué)頂士畢業(yè)論文第一耄第一章緒論11選題的背景和意義‘汽乍風(fēng)洞是研究汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)的重要設(shè)備，風(fēng)洞試驗(yàn)是汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要步驟，國(guó)外各人汽車(chē)制造廠商和研究機(jī)構(gòu)都擁有用于不同目的的汽車(chē)整車(chē)風(fēng)洞、模型風(fēng)洞和熱力學(xué)風(fēng)洞。為了提高轎車(chē)的自主開(kāi)發(fā)能力，上海汽車(chē)工業(yè)(集團(tuán))總公司投入資金，將同濟(jì)人學(xué)TJ2號(hào)風(fēng)洞改建成

2、為汽車(chē)模型風(fēng)洞。該風(fēng)洞為閉口單同流式，試驗(yàn)段尺寸30m25m15m(寬x高x艮)，試驗(yàn)風(fēng)速1～60m／s。地面模擬裝置是汽車(chē)風(fēng)洞中必不可少的部分，風(fēng)洞地面邊界層的存在將影響汽車(chē)模型底部流動(dòng)的特性，因此模擬的效果的優(yōu)劣會(huì)影響氣動(dòng)力測(cè)量的準(zhǔn)確性。一般認(rèn)為，如果在汽乍模型前保險(xiǎn)杠所處的斷面，將邊界層位移厚度控制在模型底部間隙的85～10％以?xún)?nèi)【16】，則地面邊界層的存在對(duì)氣動(dòng)力的測(cè)量沒(méi)有影響。例如，普通轎車(chē)的底部間隙為160mra，若采用1／

3、4縮比模型進(jìn)行氣動(dòng)試驗(yàn)，則要求邊界層位移厚度在34～4Omm。若按照I／7冪速度分布率估算，則相應(yīng)的邊界層厚度應(yīng)控制在272～32mm。未裝各邊界層模擬裝置之前，在30m／s試驗(yàn)風(fēng)速下，測(cè)得試驗(yàn)段天平轉(zhuǎn)盤(pán)中心處邊界層厚度達(dá)75mm，遠(yuǎn)超過(guò)氣動(dòng)試驗(yàn)的要求為了控制邊界層，TJ2號(hào)風(fēng)洞已采用了基礎(chǔ)抽吸的方法抽吸面是由一塊2000x320mm的多孔矩形板構(gòu)成，其上均勻分布496x74個(gè)直徑為E，2mm的小圓孔抽吸板安裝在汽車(chē)模型轉(zhuǎn)盤(pán)中心上游1米

4、處，通過(guò)一臺(tái)功率為185kW的風(fēng)機(jī)在該區(qū)域垂直向下產(chǎn)生均勻的抽吸氣流(速度為vw)抽吸風(fēng)機(jī)由變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)抽吸量，改變～的大小抽吸系統(tǒng)對(duì)減小風(fēng)洞地面邊界層的位移厚度取得一定效果，在汽車(chē)模型前保險(xiǎn)杠位置斷面上，邊界層位移厚度由沒(méi)有抽吸作用時(shí)的12mm左右降至5mm為了尋求進(jìn)一步優(yōu)化邊界層控制參數(shù)的可能性，本論文將從邊界層理論出發(fā)，利用計(jì)算流體軟件PHOENICS對(duì)TJ2號(hào)風(fēng)洞的邊界層模擬裝置進(jìn)行建模和計(jì)算模擬，比較不同的參數(shù)對(duì)邊界層厚度和