汽車風(fēng)擋玻璃氣流模型研究——畢業(yè)論文

1、<p><b>　　海 南 大 學(xué)</b></p><p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目： 汽車風(fēng)擋玻璃氣流模型研究 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXXX </p><p>　　姓 名

2、： XXXXXX </p><p>　　年 級(jí)： XXXXXXX </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 </p><p>　　系 別： 汽車系

3、 </p><p>　　專 業(yè)： 車輛工程 </p><p>　　指導(dǎo)老師： XXXXX </p><p>　　完成日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b&

4、gt;</p><p>　　隨著現(xiàn)代交通工具行駛速度地不斷提高，如何在各種工況下更加安全可靠地清洗汽車前風(fēng)擋玻璃成為一項(xiàng)難題，使用超聲波清理風(fēng)擋玻璃被視為一種重要的研究方法。</p><p>　　本篇論文是超聲波清洗風(fēng)擋玻璃課題的子課題，即利用有限元分析軟件comsol對(duì)汽車前風(fēng)擋玻璃表面氣流分布進(jìn)行建模。用CATIA建立風(fēng)擋玻璃模型，導(dǎo)入到comsol軟件中，通過改變氣流運(yùn)動(dòng)速度和方向，

5、模擬車輛在不同運(yùn)行速度及側(cè)向風(fēng)影響下，前風(fēng)擋表面氣流分布規(guī)律。</p><p>　　仿真結(jié)果表明流速增加玻璃表面氣流形態(tài)基本保持一致，氣流都是從風(fēng)擋玻璃中間位置向玻璃兩邊分布。從玻璃下邊緣開始，氣流在向上及左右邊流動(dòng)過程中流速逐漸增大，且在玻璃左右邊緣中間靠上的位置流速達(dá)到最大；隨著流速的增加，整個(gè)氣流模型的湍流區(qū)域向后移動(dòng)；玻璃傾角減小時(shí)流速在玻璃表面增值減小；當(dāng)有側(cè)向風(fēng)影響時(shí)，玻璃表面氣流變得紊亂且氣流偏向側(cè)

6、向風(fēng)的方向流動(dòng)，在玻璃后部容易形成渦流。</p><p>　　最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比得出仿真結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合，為雨刮器后續(xù)項(xiàng)目研究做好準(zhǔn)備。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CFD；comsol分析；模型；氣流形態(tài)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With mode

7、rn vehicle traveling speed, continue to improve, how to clean the windshield before the car more safely and reliably under various conditions become a problem, the use of ultrasound to clean the windscreen is considered

8、an important research methods.</p><p>　　This paper is the ultrasonic cleaning the windshield topics sub-topics, namely the use of finite element analysis software for automotive front windshield comsol air d

9、istribution surface modeling. Establish windshield model with CATIA, into comsol software, by changing the air flow velocity and direction at different simulated vehicle speed and lateral winds, the front windshield surf

10、ace airflow distribution.</p><p>　　Simulation results show that the flow rate of gas flow to increase the surface morphology of the glass remained the same, the air is distributed from the intermediate posit

11、ion to the windshield glass on both sides. Starting from the lower edge of the glass, the air flow in the left and right side up and the process of gradually increasing the flow rate, and the left and right edges of the

12、glass by the middle position of the flow rate reaches the maximum; with the flow rate increases, the turbule</p><p>　　Finally, the simulation results are verified by experiments, comparing the simulation res

13、ults obtained are consistent with the actual situation, to prepare for the wiper subsequent research projects.</p><p>　　Keywords: CFD; comsol analysis; model; airflow shape </p><p><b>　　目錄

14、</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究背景和意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1<

15、/p><p>　　1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　2 數(shù)值計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)2</p><p><b>　　2.1 馬赫數(shù)2</b></p><p><b>　　2.2 雷諾數(shù)3</b></p><p>　　2.3 湍流κ~ε模型4</p>

16、<p>　　3 前風(fēng)擋玻璃模型構(gòu)建與建模方法簡(jiǎn)介6</p><p>　　3.1 CATIA構(gòu)建玻璃模型6</p><p>　　3.2 建模方法介紹6</p><p>　　3.2.1 三維參數(shù)化建模7</p><p>　　3.2.2 逆向設(shè)計(jì)7</p><p>　　4 基于comsol軟件仿真過程及

17、結(jié)果分析8</p><p>　　4.1 comsol軟件簡(jiǎn)介8</p><p>　　4.2 comsol有限元理論9</p><p>　　4.3 氣流模型建模10</p><p>　　4.3.1 comsol仿真環(huán)境設(shè)置10</p><p>　　4.3.2 變量與幾何創(chuàng)建10</p><

18、p>　　4.3.3 指定材料11</p><p>　　4.3.4 定義物理場(chǎng)12</p><p>　　4.3.5 劃分網(wǎng)格13</p><p>　　4.3.6 仿真計(jì)算14</p><p>　　4.4 仿真結(jié)果分析16</p><p>　　4.4.1 氣流速度對(duì)流動(dòng)模型的影響16</p>

19、<p>　　4.4.2 氣流與玻璃之間夾角對(duì)流動(dòng)模型的影響19</p><p>　　5 仿真結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證24</p><p>　　5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備24</p><p>　　5.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析25</p><p>　　6 總結(jié)與改進(jìn)方向26</p><p><b>　　6.1 總結(jié)

20、26</b></p><p>　　6.2 改進(jìn)方向27</p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背

21、景和意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代交通工具如汽車行駛速度的不斷提高，如何在各種工況下更加安全可靠地清洗汽車前風(fēng)擋玻璃也成為一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容。本課題最終的研究目標(biāo)是超聲波清洗汽車風(fēng)擋玻璃，這之中就涉及幾類研究問題：汽車風(fēng)擋玻璃氣流模型研究；風(fēng)擋玻璃的模態(tài)分析；玻璃表面液珠模型研究；超聲波清洗風(fēng)擋玻璃的激勵(lì)頻率（激勵(lì)頻率避開風(fēng)擋玻璃的共振頻率）；最后實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同的風(fēng)擋玻璃（不同車型）、不同的行車速度、不同風(fēng)向、

22、不同大小雨量等采用合適的清洗風(fēng)擋玻璃方法。 </p><p>　　本項(xiàng)研究是對(duì)現(xiàn)有的汽車機(jī)械式風(fēng)擋玻璃清洗儀器的變革，相對(duì)于傳統(tǒng)的雨刮器清洗，超聲波清洗具有可靠性好、效率高而且不僅僅是可以運(yùn)用在汽車上，針對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)交通工具如高鐵、飛機(jī)優(yōu)勢(shì)就更為明顯，具有十分重要的意義。本論文就是針對(duì)汽車風(fēng)擋玻璃氣流模型進(jìn)行建模分析，為項(xiàng)目的后續(xù)工作打下一定基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究

23、現(xiàn)狀</p><p>　　汽車前風(fēng)擋玻璃一般采用的是夾層玻璃，即在兩片鋼化玻璃之間夾一層聚乙烯醇縮丁醛膜（Polyvinyl Butyral，PVB），具有高強(qiáng)度和高韌性、強(qiáng)抗碰撞能力和高透明度的特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于擋風(fēng)玻璃的研究分為以下幾方面：</p><p>　?、侔踩矫妫菏艿阶矒艉蟛ＡУ淖兓ｊ懊涎?、雷周等應(yīng)用試驗(yàn)和數(shù)值仿真方法對(duì)汽車玻璃的靜態(tài)特性和破壞機(jī)理進(jìn)行了研究；劉博涵等研

24、究了PVB中間層對(duì)擋風(fēng)玻璃能量吸收作用；徐軍、李一兵等使用擴(kuò)展的有限元法（XFEM）分析風(fēng)檔低速頭部撞擊模式的問題；Yong Peng、Caroline Deck等研究了擋風(fēng)玻璃夾層的力學(xué)行為與行人的頭部碰撞的情況。</p><p>　　②風(fēng)噪聲、氣流阻力方面：田偉將風(fēng)擋玻璃計(jì)入汽車風(fēng)噪聲系統(tǒng)進(jìn)行研究；田永、韋俊研究了汽車前風(fēng)擋玻璃的光學(xué)性能。</p><p>　?、矍皳躏L(fēng)玻璃的顏色及下雨

25、天對(duì)人視覺方面的影響：Frédéric Bernardin等研究風(fēng)擋玻璃雨水對(duì)于駕駛性能的影響。</p><p>　?、茱L(fēng)擋玻璃除霜性能方面：李智，陳釗利用CFD軟件，對(duì)汽車空調(diào)除霜性能進(jìn)行了仿真分析。</p><p>　　涉及的研究方法有：有限元方法（finite element method）、數(shù)值模擬（Numerical simulation）與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。在國(guó)內(nèi)

26、外研究中與風(fēng)擋玻璃表面氣流模型相關(guān)的研究基本沒有，本篇論文參照前人的研究方法，采用有限元仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)氣流模型就行研究。</p><p>　　1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　利用Comsol軟件對(duì)汽車前風(fēng)擋玻璃表面氣流分布進(jìn)行建模。在軟件中通過改變氣流運(yùn)動(dòng)速度和方向，模擬車輛在不同運(yùn)行速度下以及在側(cè)向風(fēng)影響下，前風(fēng)擋表面氣流分布規(guī)律，為汽車雨刮器項(xiàng)目后序研究做好準(zhǔn)備

27、。</p><p><b>　　研究?jī)?nèi)容：</b></p><p>　?、倮肅ATIA軟件構(gòu)建汽車前風(fēng)擋玻璃模型。</p><p>　?、趯⒉ＡＰ蛯?dǎo)入到comsol軟件中，對(duì)玻璃模型正面施加表面風(fēng)。在軟件中通過改變氣流運(yùn)動(dòng)速度和方向，模擬車輛在不同運(yùn)行速度下以及在側(cè)向風(fēng)影響下，前風(fēng)擋表面氣流分布規(guī)律。同時(shí)通過調(diào)節(jié)風(fēng)擋與氣流之間的夾角，模擬不

28、同車型風(fēng)擋表面氣體分布規(guī)律。</p><p>　?、鄞罱ㄔ囼?yàn)平臺(tái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，說明模型的可用性。</p><p>　　2 數(shù)值計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)</p><p><b>　　2.1 馬赫數(shù)</b></p><p>　　馬赫數(shù)定義為流體的流動(dòng)速度（v）和聲音在該流體內(nèi)傳播的速度（c）之比，這個(gè)無量綱參數(shù)表征了流場(chǎng)的可

29、壓縮性效應(yīng)。</p><p>　　依照馬赫數(shù)的不同，流體分為幾種類型，如下表2-1。</p><p>　　表2-1 根據(jù)馬赫數(shù)劃分的流體類型</p><p>　　雖然所有的流體都是可壓縮的，但流體在低速下（Ma<0.3），流體的密度變化不大，可以看成不可壓縮流，彭小勇、顧煒麗等對(duì)于低速氣體流動(dòng)的不可壓縮性問題進(jìn)行了理論解析，通過理想流體定常流動(dòng)的理論解析，導(dǎo)出

30、了在低馬赫數(shù)下流體密度的相對(duì)變化率與壓強(qiáng)、溫度的相對(duì)變化率之間的關(guān)系式，得到了當(dāng)Ma<<1時(shí)（Ma<0.3就可定義為不可壓縮流）低速氣體流動(dòng)可以視為不可壓縮流的直觀理論解析。</p><p>　　本研究中，氣流的速度是相對(duì)于汽車運(yùn)動(dòng)的速度，選取三個(gè)常見情況下的速度，選定的氣流速度為10m/s，20m/s，30m/s。</p><p>　　根據(jù)公式，取聲音在15攝氏度下的速

31、度340m/s，分別得到Ma為0.029，0.059，0.088，小于0.3，按照定義屬于非壓縮流。</p><p><b>　　2.2 雷諾數(shù)</b></p><p>　　雷諾數(shù)定義為在流體運(yùn)動(dòng)中慣性力對(duì)黏滯力比值的無量參數(shù)用Re表示，即</p><p><b>　　式中為流體密度；</b></p><

32、;p>　　為流場(chǎng)中的特征速度；</p><p><b>　　為特征長(zhǎng)度；</b></p><p><b>　　為流體的黏性系數(shù)。</b></p><p>　　對(duì)于管道流可以根據(jù)以下定義：</p><p>　　Re＜2000為層流狀態(tài)；</p><p>　　Re＞4000

33、為紊流狀態(tài)；</p><p>　　Re＝2000～4000為過渡狀態(tài)。</p><p>　　本研究中流體為空氣，根據(jù)后續(xù)章節(jié)中模型的設(shè)置條件，可以近似將空氣流動(dòng)看作為管道流。常溫下（20攝氏度）空氣密度；流場(chǎng)中氣流速度為20m/s；特征長(zhǎng)度為為5m；20攝氏度時(shí),空氣粘性系數(shù)為1.8*10^-5。由這些數(shù)據(jù)可得該條件下空氣的雷諾數(shù)為7.2*10^6>>4000，所以為流動(dòng)為湍流

34、。</p><p>　　2.3 湍流κ~ε模型</p><p>　　常用的湍流模型可根據(jù)所采用的微分方程數(shù)進(jìn)行分類為：零方程模型、一方程模型、兩方程模型、四方程模型、七方程模型等。對(duì)于簡(jiǎn)單流動(dòng)而言，一般隨著方程數(shù)的增多，精度也越高，計(jì)算量也越大、收斂性也越差。</p><p>　　在湍流模型中二方程模型運(yùn)用比較廣泛，常用的兩方程模型有Jones與Launder提出的

35、標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，以及k-omega模型，下面主要介紹k-ε模型。k-ε模型有以下三種：</p><p>　　① 標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型：</p><p>　　最簡(jiǎn)單的完整湍流模型是兩個(gè)方程的模型，要解兩個(gè)變量，速度和長(zhǎng)度尺度，為工程流場(chǎng)計(jì)算中的主要工具。適用范圍廣，具有經(jīng)濟(jì)合理的精度，它是個(gè)半經(jīng)驗(yàn)的公式，是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)出來的。</p><p>　?、?RNG k-ε模

36、型：</p><p>　　RNG k-ε模型來源于嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)技術(shù)。它和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型很相似，但是有以下改進(jìn)：</p><p>　　a、RNG模型在ε方程中加了一個(gè)條件，有效的改善了精度。</p><p>　　b、考慮到了湍流漩渦，提高了在這方面的精度。</p><p>　　c、RNG理論為湍流Prandtl數(shù)提供了一個(gè)解析公式，然而標(biāo)準(zhǔn)k-ε

37、模型使用的是用戶提供的常數(shù)。</p><p>　　d、標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型是一種高雷諾數(shù)的模型，RNG理論提供了一個(gè)考慮低雷諾數(shù)流動(dòng)粘性的解析公式。這些公式的作用取決于正確的對(duì)待近壁區(qū)域。</p><p>　　這些特點(diǎn)使得RNG k-ε模型比標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型在更廣泛的流動(dòng)中有更高的可信度和精度。</p><p>　?、?可實(shí)現(xiàn)的k-ε模型：</p><p

38、>　　可實(shí)現(xiàn)的k-ε模型是才出現(xiàn)的，比起標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型來有兩個(gè)主要的不同點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)的k-ε模型為湍流粘性增加了一個(gè)公式；為耗散率增加了新的傳輸方程，這個(gè)方程來源于一個(gè)為層流速度波動(dòng)而作的精確方程。</p><p>　　在參考文獻(xiàn)[11]第106頁(yè)提及的實(shí)例“太陽能電池陣列的自然風(fēng)載荷穩(wěn)定分析模型”中自然風(fēng)流動(dòng)需要用湍流模型來描述，其使用兩方程模型k~ε來描述湍流運(yùn)動(dòng)，在兩方程k~ε模型中采用標(biāo)準(zhǔn)的k~ε模型

39、。實(shí)例與本研究的物理問題相似，擬采用標(biāo)準(zhǔn)的k~ε模型模擬風(fēng)擋玻璃的外流場(chǎng)。描述湍流k~ε模型的方程為</p><p><b>　　(1)</b></p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p><b>　　(4)

40、</b></p><p>　　方程(1) (2)是主方程，通過求解上述方程，就可以獲得流動(dòng)的詳細(xì)情況，并可以計(jì)算出風(fēng)擋玻璃表面的壓力分布。</p><p>　　注：向量微分算子?,也叫哈密頓(Hamilton)算子或者Nabla算子.定義如下：,,是沿x,y,z軸正方向的單位向量。</p><p>　　由本章上述的理論與計(jì)算可得，本研究氣流運(yùn)動(dòng)屬于

41、單相不可壓縮的湍流流動(dòng)。</p><p>　　3 前風(fēng)擋玻璃模型構(gòu)建與建模方法簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1 CATIA構(gòu)建玻璃模型</p><p>　　本研究中前風(fēng)擋玻璃模型選擇的是通用五菱榮光面包車前檔夾層實(shí)物，通過CATIA參數(shù)化建模方法建立模型。建模流程比較簡(jiǎn)單，涉及的主要命令有樣條曲線、多截面曲面、3D曲線和加厚曲面等，主要的難點(diǎn)在于如何根據(jù)實(shí)物獲取風(fēng)擋

42、表面的坐標(biāo)點(diǎn)，本模型采用的是已經(jīng)利用3D掃描儀獲取的數(shù)據(jù)。建立的模型如下圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 風(fēng)擋玻璃CATIA模型樹</p><p>　　3.2 建模方法介紹</p><p>　　對(duì)于不同車型，風(fēng)擋玻璃曲率等參數(shù)可能不一樣，選擇合適的CATIA建模方法將會(huì)大大提高建模效率，下面將對(duì)三維參數(shù)化建模和逆向設(shè)計(jì)兩種建模方法進(jìn)行介紹。</p&

43、gt;<p>　　3.2.1 三維參數(shù)化建模</p><p>　　參數(shù)化建模一直都是CAD設(shè)計(jì)人員探索的問題，其關(guān)鍵是如何用實(shí)物的特征參數(shù)來自動(dòng)控制和生成實(shí)物三維模型，而且特征參數(shù)發(fā)生改變能夠自動(dòng)地反映到三維模型中，這一技術(shù)將會(huì)給機(jī)械產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)件、常用件和系列化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)帶來很大便利。</p><p>　　參數(shù)化建模的關(guān)鍵在于用參數(shù)、公式、表格、特征等驅(qū)動(dòng)圖形以達(dá)到改變圖形

44、的目的，在CATIA V5中可通過如下的方法來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　①利用系統(tǒng)參數(shù)與尺寸約束驅(qū)動(dòng)圖形：CATIA V5具有完善的系統(tǒng)參數(shù)自動(dòng)提取功能，它能在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，將設(shè)計(jì)人員輸入的尺寸約束作為特征參數(shù)保存起來，并且在此后的設(shè)計(jì)中可視化地對(duì)它進(jìn)行修改，從而達(dá)到最直接的參數(shù)驅(qū)動(dòng)建模的目的。</p><p>　?、诶糜脩魠?shù)和公式驅(qū)動(dòng)圖形：CATIA V5不僅具有系統(tǒng)定義的參數(shù)，而且

45、還有用戶自定義參數(shù)。設(shè)計(jì)人員通過用戶自定義參數(shù)和公式的工具，可以很方便地定制出客戶所要的各種各樣的參數(shù)以及約束這些參數(shù)的公式。</p><p>　　③利用表格數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)圖形：機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的尺寸可通過查表獲得，在CATIA V5中可應(yīng)用表格驅(qū)動(dòng)幾何圖形實(shí)現(xiàn)這一功能。</p><p>　?、芾靡?guī)則與檢驗(yàn)控制特征驅(qū)動(dòng)圖形：CATIA V5可通過規(guī)則和檢驗(yàn)對(duì)三維模型的特征進(jìn)行控制

46、和檢查。規(guī)則是由用戶定義的在一定條件下控制某些參數(shù)、特征和事件的指令；檢驗(yàn)只是用戶編寫的一條簡(jiǎn)單的指令，不影響參數(shù)值。</p><p>　　3.2.2 逆向設(shè)計(jì)</p><p>　　逆向工程設(shè)計(jì)是相對(duì)于正向工程而言的，把現(xiàn)有的產(chǎn)品實(shí)物通過激光掃描和點(diǎn)采集等手段，獲取產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)和空間幾何形狀，把獲取的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)成圖紙，用于生產(chǎn)制造的過程。逆向工程設(shè)計(jì)的一般有以下步驟：

47、</p><p>　?、偃S掃描：主要用于對(duì)物體空問外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)。它的重要意義在于能夠?qū)?shí)物的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào)，為實(shí)物數(shù)字化提供了相當(dāng)方便快捷的手段。</p><p>　?、跀?shù)據(jù)處理：掃描得到的產(chǎn)品外型數(shù)據(jù)會(huì)不可避免地引人數(shù)據(jù)誤差，所以要對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通常要經(jīng)過下面過程：去掉噪音點(diǎn)；數(shù)據(jù)插補(bǔ)；數(shù)據(jù)平滑；數(shù)據(jù)光順；點(diǎn)云的重定

48、位整合。</p><p>　?、郛a(chǎn)品的逆向分析：包括面向?qū)ο笳w系統(tǒng)的宏觀分析和面向?qū)ο蠼M成部分個(gè)體系統(tǒng)的詳細(xì)分析。</p><p>　　4 基于Comsol軟件仿真過程及結(jié)果分析</p><p>　　4.1 Comsol軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　COMSOL Multiphysics 是一款大型的高級(jí)數(shù)值仿真軟件，由瑞典的COMSOL公

49、司開發(fā)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究以及工程計(jì)算，被當(dāng)今世界科學(xué)家譽(yù)為“第一款真正的任意多物理場(chǎng)直接耦合分析軟件”，適用于模擬科學(xué)和工程領(lǐng)域的各種物理過程。作為一款大型的高級(jí)數(shù)值仿真軟件，COMSOL Multiphysics 以有限元法為基礎(chǔ)，通過求解偏微分方程（單場(chǎng)）或偏微分方程組（多場(chǎng)）來實(shí)現(xiàn)真實(shí)物理現(xiàn)象的仿真。COMSOL Multiphysics以高效的計(jì)算性能和杰出的多場(chǎng)直接耦合分析能力實(shí)現(xiàn)了任意多物理場(chǎng)的高度精確的數(shù)值仿

50、真，在全球領(lǐng)先的數(shù)值仿真領(lǐng)域里廣泛應(yīng)用于聲學(xué)、生物科學(xué)、化學(xué)反應(yīng)、電磁學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、燃料電池、地球科學(xué)、熱傳導(dǎo)、微系統(tǒng)、微波工程、光學(xué)、光子學(xué)、多孔介質(zhì)、量子力學(xué)、射頻、半導(dǎo)體、結(jié)構(gòu)力學(xué)、傳動(dòng)現(xiàn)象、波的傳播等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　COMSOL Multiphysics大量預(yù)定義的物理應(yīng)用模式，范圍涵蓋從流體流動(dòng)、熱傳導(dǎo)、到結(jié)構(gòu)力學(xué)、電磁分析等多種物理場(chǎng)，用戶可以快速地建立模型。COMS

51、OL中定義模型非常靈活，材料屬性、源項(xiàng)、以及邊界條件等可以是常數(shù)、任意變量的函數(shù)、邏輯表達(dá)式、或者直接是一個(gè)代表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的插值函數(shù)等。本篇論文運(yùn)用的就是COMSOL Multiphysics的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模塊（Computational Fluid Dynamics，CFD）。</p><p>　　COMSOL Multiphysics是一款多物理場(chǎng)有限元仿真軟件，和大多數(shù)有限元軟件建模流程類似，基本建模流程為

52、創(chuàng)建幾何->指定材料->定義物理場(chǎng)->劃分網(wǎng)格->仿真計(jì)算->結(jié)果后處理?；镜慕Ａ鞒叹褪侨绱?，在4.3節(jié)將會(huì)針對(duì)本模型——流體動(dòng)力學(xué)模塊，進(jìn)行詳細(xì)的建模步驟分析。COMSOL軟件保存的文件的類型為.mph。</p><p>　　4.2 comsol有限元理論</p><p>　　有限元理論就是將連續(xù)的求解域離散成一組有限個(gè)，按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元組

53、合體，將PDE（Partial Differential Equation，偏微分方程）轉(zhuǎn)換成離散的線性代數(shù)方程系統(tǒng)。</p><p>　?。ㄗⅲ㎏：剛度矩陣 </p><p>　　u：解變量，或解向量，u的數(shù)量為自由度數(shù)目（DOF）</p><p><b>　　F：載荷向量</b></p><p>　　有限元的求解流程

54、如下圖4-1。</p><p>　　圖4-1 有限元軟件求解流程圖</p><p>　　特點(diǎn)：各種復(fù)雜單元可以用來模型化幾何形狀復(fù)雜的求解域；各節(jié)點(diǎn)上的解的近似函數(shù)可以用來求解整個(gè)求解域上任意點(diǎn)的結(jié)果。</p><p>　　這節(jié)主要對(duì)comsol軟件有限元的理論基礎(chǔ)及求解的一般流程進(jìn)行介紹，下面內(nèi)容將對(duì)模型的具體內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。</p><p>

55、;　　4.3 氣流模型建模</p><p>　　4.3.1 comsol仿真環(huán)境設(shè)置</p><p>　　本節(jié)主要是對(duì)COMSOL仿真環(huán)境的設(shè)置，根據(jù)第二章數(shù)值計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)相關(guān)的研究選擇對(duì)應(yīng)的COMSOL模塊進(jìn)行仿真。</p><p>　　步驟如下：?jiǎn)?dòng)COMSOL，建立一個(gè)新的模型。選擇模型向?qū)?，空間維度選擇三維，物理場(chǎng)依次選擇“流體流動(dòng)”、“單向流”、“湍

56、流”，湍流模型下選擇“湍流，k~e（spf）”，單擊“增加”按鈕，選擇“研究”，在預(yù)制研究中選擇“穩(wěn)態(tài)”，單擊“完成”，進(jìn)入模型開發(fā)器。</p><p>　　4.3.2 變量與幾何創(chuàng)建</p><p>　　本節(jié)模型設(shè)置是本篇論文研究基礎(chǔ)，對(duì)于不同的氣流速度大小和氣流方向這兩類參數(shù)都在本節(jié)設(shè)置。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)仿真汽車前風(fēng)擋在不同運(yùn)行速度下以及側(cè)向風(fēng)影響下

57、表面氣流分布規(guī)律，在軟件中就是通過改變氣流運(yùn)動(dòng)速度和方向。汽車前風(fēng)擋在不同車速下相對(duì)于氣流的速度，轉(zhuǎn)化為當(dāng)汽車靜止時(shí)氣流的速度；氣流的運(yùn)動(dòng)方向造成的氣流與玻璃的夾角不同，轉(zhuǎn)化為當(dāng)氣流的方向恒定為平行于汽車前進(jìn)方向的反方向時(shí)，通過調(diào)整玻璃的位置，實(shí)現(xiàn)氣流與玻璃夾角的不同。</p><p>　?、贇饬鞯娜肟诹魉龠x擇10m/s，20m/s，30m/s，此時(shí)如果在沒有自然風(fēng)的情況下，對(duì)應(yīng)的車速為36km/h，72km/h

58、，108km/h。模型中操作如下：</p><p>　　選擇模型開發(fā)器下全局定義，鼠標(biāo)右鍵選擇Pi 參數(shù)，參數(shù)設(shè)定表格設(shè)置如表4-1：</p><p>　　表4-1 入口流速參數(shù)設(shè)定表</p><p>　?、趲缀蝿?chuàng)建步驟如下：</p><p>　　定位到組件1下的幾何1，鼠標(biāo)右鍵選擇導(dǎo)入，導(dǎo)入窗口瀏覽選擇之前用CATIA創(chuàng)建好的風(fēng)擋玻璃模型，

59、單擊導(dǎo)入；選擇菜單欄上的幾何，單擊；選擇菜單欄上的幾何，單擊選擇，在輸入對(duì)象欄選擇“imp1”，選擇角為“55deg”，選擇軸上的點(diǎn)為（1,0,0），旋轉(zhuǎn)軸為x軸，點(diǎn)擊，完成玻璃角度的調(diào)整；選擇菜單欄“幾何”下的，繪制如圖所示的三維圖；選擇菜單欄上的下的，在增加對(duì)象中選擇“blk1”，減去對(duì)象中選擇“rot1”，單擊；選擇菜單欄上的下的，輸入對(duì)象選擇“dif1”，單擊；選擇“模型開發(fā)器”下的“形成聯(lián)合體”，單擊，完成模型幾何的創(chuàng)建。&l

60、t;/p><p>　　圖4-2 氣流模型幾何圖</p><p>　　4.3.3 指定材料</p><p>　　本節(jié)設(shè)定模型研究的材料，因?yàn)檠芯恐会槍?duì)氣流的形態(tài) ，而不對(duì)玻璃進(jìn)行模態(tài)分析，為了減小模型的仿真計(jì)算量，在4.2.1節(jié)中將玻璃實(shí)體通過差集操作減去，而只保留玻璃的外部形狀，故模型中只有一個(gè)空氣域，只需要制定材料為空氣。</p><p>&l

61、t;b>　　操作步驟如下：</b></p><p>　　選擇菜單欄“材料”，單擊，選擇下的，單擊，選擇域1?？諝獠牧系膶傩阅夸泤⒖架浖峁┠J(rèn)值如下表4-2。</p><p>　　表4-2 空氣的屬性參數(shù)表</p><p>　　4.3.4 定義物理場(chǎng)</p><p>　　本節(jié)主要是對(duì)模型物理場(chǎng)參數(shù)的設(shè)定，根據(jù)第二章的對(duì)流動(dòng)模

62、型的分析，可得流動(dòng)模型為不可壓縮的湍流模型，湍流模型類型為RANS，引用的壓力水平1[atm]（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），再設(shè)定氣流的入口和出口及相關(guān)參數(shù)。具體操作步驟如下：</p><p>　　選擇模型開發(fā)器下的，選擇域1，物理模型欄依次選擇“不可壓縮流動(dòng)”、“RANS”、“”，其他參數(shù)按照系統(tǒng)默認(rèn)值；選擇菜單欄物理場(chǎng)下的，選擇，指定入口邊界條件為“法向流入速度”，值為u_in1（10m/s），同理選擇出口邊界條件為“壓力

63、”，壓力值為1[atm]，其他的長(zhǎng)方體面系統(tǒng)默認(rèn)為壁；“流體屬性”和“初始值”選擇系統(tǒng)默認(rèn)。以上定義就完成了物理場(chǎng)參數(shù)的設(shè)置。</p><p>　　4.3.5 劃分網(wǎng)格</p><p>　　在有限元計(jì)算仿真中網(wǎng)格的劃分是非常關(guān)鍵的一步，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量決定了計(jì)算的準(zhǔn)確性和計(jì)算量的大小。COMSOL Multiphysics 可以創(chuàng)建自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格、掃掠網(wǎng)格、邊界層網(wǎng)格等。利用這些網(wǎng)格剖

64、分工具和方法，可以生成三角形和四邊形（2D），四面體、六面體、棱柱、棱錐（金字塔）等網(wǎng)格單元，并且可以很方便的從四邊形轉(zhuǎn)換成三角形（2D），六面體、棱柱、棱錐轉(zhuǎn)換成四面體（3D） ，同時(shí)還支持自適應(yīng)網(wǎng)格、網(wǎng)格可視化、裝配體的網(wǎng)格剖分等功能。 </p><p>　　本論文中是按照模型的結(jié)構(gòu)特征劃分網(wǎng)格，對(duì)于模型的邊界選擇“較細(xì)化”，對(duì)于模型的其他部分選擇“自由剖分四面體網(wǎng)格”，按照這個(gè)網(wǎng)格劃分原則得到如圖4-3網(wǎng)格

65、劃分結(jié)果。</p><p>　　圖4-3 模型網(wǎng)格劃分結(jié)果圖</p><p>　　共有513423個(gè)域單元、14504 邊界單元和 716 邊單元組成的完整網(wǎng)格。最終計(jì)算時(shí)間為3h13min22s。</p><p>　　4.3.6 仿真計(jì)算</p><p>　　仿真計(jì)算模塊主要由兩部分組成，如圖4-4，穩(wěn)態(tài)設(shè)定與求解器配置。穩(wěn)態(tài)設(shè)定可以查看之

66、前設(shè)定的物理場(chǎng)與變量、因變量選擇、網(wǎng)格選擇以及研究擴(kuò)展，這些設(shè)置均選擇系統(tǒng)默認(rèn)值。求解器配置是仿真的關(guān)鍵，下面將詳細(xì)介紹。</p><p>　　圖4-4 模型仿真計(jì)算模塊圖</p><p>　　COMSOL求解器分為直接求解器和迭代求解器。直接求解器有MUMPS, SPOOLES, PARDISO等。特點(diǎn)是易于使用，魯棒性強(qiáng)，占用內(nèi)存大，適于處理小規(guī)模問題，高度非線性和多物理場(chǎng)問題；迭代求

67、解器有GMRES, FGMRES, Conjugate Gradient, BiCGSTAB等。特點(diǎn)是占用內(nèi)存少，調(diào)整比較困難，應(yīng)用于特定的物理場(chǎng)，如EM（電磁場(chǎng)），CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）等。對(duì)于規(guī)模較大的問題（單元數(shù)多，自由度大），直接求解器計(jì)算會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存不足，可以嘗試迭代求解器如GMRES, FGMRES或BiCGStab，并使用合適的預(yù)處理器。</p><p>　　幾種迭代求解器介紹：GMRES（廣義最小

68、殘差法）在前面所有搜索方向上最小化殘差，直到重新開始，重新求解前迭代步數(shù)很關(guān)鍵（默認(rèn)為50）更節(jié)省內(nèi)存，具有得到較好的魯棒性（魯棒性是指控制系統(tǒng)在一定（結(jié)構(gòu)、大?。┑膮?shù)攝動(dòng)下，維持其他某些性能的特性，即抗干擾的能力）；FGMRES是GMRES的一個(gè)靈活的變種，能有效地處理更多類的預(yù)處理器，比GMRES開銷2倍多的內(nèi)存；Conjugate Gradient（共軛梯度法）處理對(duì)稱正定問題，在計(jì)算時(shí)比GMRES更快、內(nèi)存使用效率更高；BiC

69、GStab（雙共軛梯度法）可以穩(wěn)定迭代算法，在計(jì)算時(shí)比GMRES更快、內(nèi)存使用效率更高。</p><p>　　分離式求解器（segregated solver）是順序地、逐一求解各方程。其適用范圍為不可壓縮流動(dòng)和中等可壓縮流動(dòng)，這種算法不對(duì)Navier-Stokes方程聯(lián)立求解，而是對(duì)動(dòng)量方程進(jìn)行壓力修正。該算法是一種很成熟的算法，在應(yīng)用上經(jīng)過了很廣泛的驗(yàn)證，適用于汽車領(lǐng)域的CFD模擬。</p>&

70、lt;p>　　由上述分析，本模型屬于汽車領(lǐng)域的CFD模擬，單元數(shù)多，計(jì)算量大，所以求解器選擇GMRES和segregated solver。利用這兩種求解器得到的收斂圖4-5、4-6。</p><p>　　圖4-5 GMRES求解器得到的收斂圖</p><p>　　圖4-6 Segregated solver求解器得到的收斂圖</p><p>　　收斂圖橫軸表

71、示迭代次數(shù)，縱軸表示計(jì)算的誤差。由圖4-5、4-6可知，Segregated solver求解器得到的收斂圖在連續(xù)性與最終的誤差方面都比GMRES要好些，但兩種求解器的誤差范圍都在允許范圍內(nèi)，仿真結(jié)果比較接近實(shí)際情況。</p><p>　　4.4 仿真結(jié)果分析</p><p>　　本節(jié)主要對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)比研究氣流速度和方向（轉(zhuǎn)化為氣流與玻璃之間夾角）對(duì)氣流模型的影響。</p&

72、gt;<p>　　4.4.1 氣流速度對(duì)流動(dòng)模型的影響</p><p>　　利用控制變量法，在玻璃位置處于原始位置時(shí)（風(fēng)擋玻璃相對(duì)于地面夾角為55度，這個(gè)角度與榮光汽車實(shí)際風(fēng)擋傾角比較接近），氣流選擇10m/s、20m/s、30m/s的入口流速，觀察在不同流速下氣流的分布。</p><p>　　注：以下仿真結(jié)果圖中，箭頭表示氣流方向；顏色深淺表示氣流速度的大小，表示方法如圖右

73、邊所示。</p><p>　　V=10m/s時(shí)氣流形態(tài)如下圖4-7、4-8所示。</p><p>　　V=20m/s時(shí)氣流形態(tài)如圖4-9、4-10所示。</p><p>　　V=30m/s時(shí)氣流形態(tài)如圖4-11、4-12所示。</p><p>　　對(duì)比流速為10m/s、20m/s和30m/s三種情況氣流分布，可以得出以下結(jié)論：</p&g

74、t;<p>　　①流速增加對(duì)于玻璃表面的氣流形態(tài)不會(huì)造成太大影響，形狀基本保持一致。共同點(diǎn)都是從玻璃中間位置開始，氣流的流向是向著玻璃兩邊分布，氣流從玻璃下面開始向上及左右邊流動(dòng)過程中流速逐漸增大，且在玻璃左右邊緣中間靠上的位置流速達(dá)到最大。</p><p>　　②隨著流速的增加，整個(gè)氣流模型的湍流區(qū)域向后移動(dòng)。</p><p>　　4.4.2 氣流與玻璃之間夾角對(duì)流動(dòng)模型的

75、影響</p><p>　　側(cè)向風(fēng)影響轉(zhuǎn)化為氣流方向與風(fēng)擋玻璃之間的夾角不同，通過調(diào)整玻璃的角度達(dá)到改變夾角的效果。通過控制變量法的思想，保持氣流流速恒定為10m/s，觀察在不同角度下，玻璃表面氣流的形態(tài)。本文設(shè)定的角度為玻璃傾角為55度與45度正對(duì)玻璃時(shí)的風(fēng)向和當(dāng)傾角55度有側(cè)向風(fēng)影響時(shí)的風(fēng)向，三種情況下的氣流形態(tài)如圖4-13~4-19所示。</p><p>　　注：玻璃傾角為玻璃相對(duì)x-

76、y平面（地面）的傾角；以下仿真結(jié)果中，箭頭表示氣流方向；顏色深淺表示氣流速度的大小，表示方法如圖中右邊所示。</p><p>　　下圖4-13、4-14為玻璃傾角55度時(shí)得到的氣流形態(tài)。</p><p>　　玻璃在玻璃傾角為45度時(shí)得到的氣流形態(tài)如圖4-15、4-16。</p><p>　　玻璃在側(cè)向風(fēng)影響下得到仿真結(jié)果如圖4-17、4-18、4-19所示。<

77、/p><p>　　對(duì)比上述三種情況可以得出如下結(jié)論：</p><p>　?、賹?duì)比圖4-14和圖4-16可以看出在當(dāng)玻璃傾角為45度時(shí)，玻璃表面的氣流速度增加值較小，45度時(shí)增加了1m/s左右，55度增加了6m/s左右，傾角較小時(shí)對(duì)于氣流的阻礙較小，流速增加較??；表面氣流分布較規(guī)律且相似。</p><p>　?、诋?dāng)有側(cè)向風(fēng)影響時(shí)，玻璃表面氣流變得紊亂且大部分氣流向著側(cè)向風(fēng)

78、的方向，在玻璃后部很容易形成渦流。</p><p>　　為了下一章的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，補(bǔ)充一個(gè)仿真模型，仿真條件為氣流速度7.1m/s，風(fēng)擋玻璃傾角為45度，其他條件不變，仿真結(jié)果如下圖4-20、4-21。</p><p>　　5 仿真結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證</p><p><b>　　5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備</b></p><p>　　搭建

79、試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，本實(shí)驗(yàn)選擇的儀器有：</p><p>　?、偻ㄓ梦辶鈽s光面包車前風(fēng)擋玻璃實(shí)物，如下圖5-1。</p><p>　　圖5-1 通用五菱榮光面包車前風(fēng)擋玻璃實(shí)物 </p><p>　?、陂L(zhǎng)揚(yáng)牌軸流式降溫風(fēng)扇，具體參數(shù)如表5-1所示，實(shí)物如圖5-2。</p><p>　　表5-1 軸流式降溫風(fēng)扇參數(shù)</p>

80、<p>　　實(shí)驗(yàn)時(shí)，風(fēng)擋玻璃相對(duì)于地面的傾角為45度固定放置，風(fēng)扇吹出的氣流正對(duì)玻璃，放置方式如圖5-3所示。采用在額定功率下的風(fēng)速，風(fēng)扇直徑為660mm，根據(jù)公式：</p><p><b>　　Q=v*S</b></p><p><b>　　注：Q表示風(fēng)量；</b></p><p><b>　　v表

81、示風(fēng)速；</b></p><p>　　S表示風(fēng)扇的截面積。</p><p>　　由已知數(shù)據(jù)算的v=7.1m/s。</p><p>　　5.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析</p><p>　　為了能夠清楚地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，采用如圖5-4所示方式，在玻璃表面按一定順序黏貼質(zhì)量很輕的絲帶，根據(jù)絲帶的飄動(dòng)方向確定玻璃表面氣流的流向，玻璃背</p&

82、gt;<p>　　面貼上紙張是為了是方便拍下絲帶的飄動(dòng)方向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也如圖5-4所示，圖5-5為局部放大圖，紅色線條是按照絲帶飄動(dòng)方向描繪而成。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)方法相對(duì)于一般研究氣流模型所使用的方法如風(fēng)洞或者煙流發(fā)生器，具有很好的可行性、節(jié)約成本且能直觀地觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。下面對(duì)軟件仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在現(xiàn)象對(duì)比分析，圖5-6為軟件仿真結(jié)果，圖5-6為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。</p><

83、;p>　　對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)仿真得到的氣流形態(tài)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，氣流從玻璃中間向玻璃兩邊分布，氣流從玻璃下面開始向上及左右邊流動(dòng)過程中流速逐漸增大，到達(dá)玻璃邊緣時(shí)流速到達(dá)最大值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明仿真氣流模型符合實(shí)際情況，可以做為接下來研究的基礎(chǔ)，即考慮在玻璃表面加入小液滴，研究液滴在氣流影響下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。</p><p><b>　　6 總結(jié)與改進(jìn)方向</b></p>

84、;<p><b>　　6.1 總結(jié)</b></p><p>　?、僭跉饬鞣较蛘龑?duì)風(fēng)擋玻璃的情況下，流速增加對(duì)于玻璃表面的氣流形態(tài)不會(huì)造成太大影響，形狀基本保持一致。共同點(diǎn)都是從風(fēng)擋玻璃中間位置開始，氣流朝向玻璃兩邊分布，氣流從玻璃下面開始向上及左右邊流動(dòng)過程中流速逐漸增大，且在玻璃左右邊緣中間靠上的位置流速達(dá)到最大。</p><p>　?、陔S著流速的增加

85、，整個(gè)氣流模型的湍流區(qū)域向后移動(dòng)。</p><p>　?、鄄ＡA角減小時(shí)相對(duì)于對(duì)于氣流的阻礙減小，流速在玻璃表面增加較小。</p><p>　?、墚?dāng)有側(cè)向風(fēng)影響時(shí)，玻璃表面氣流變得紊亂且大部分氣流向著側(cè)向風(fēng)的方向流動(dòng)，在玻璃后部很容易形成渦流。</p><p><b>　　6.2 改進(jìn)方向</b></p><p>　　本

86、文汽車前風(fēng)擋玻璃氣流模型研究只是基于CATIA軟件建立的風(fēng)擋玻璃模型，沒有考慮實(shí)際情形下汽車前風(fēng)擋玻璃氣流形態(tài)還會(huì)受到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前蓋板的影響，流過風(fēng)擋玻璃之后的氣流直接受到汽車車頂限制。所以后續(xù)研究可以利用CATIA軟件建立整車模型，導(dǎo)入COMSOL軟件進(jìn)行更符合實(shí)際的氣流模型研究。</p><p>　　汽車在實(shí)際行駛中受到的氣流狀態(tài)都是不規(guī)律的，即氣流的速度不可能是一個(gè)定值，可能隨時(shí)受到不同風(fēng)速的影響；氣流的方

87、向相對(duì)于汽車前進(jìn)的方向也在不斷地變化，可能在三維空間里的任何角度。本文針對(duì)實(shí)際的情形進(jìn)行了簡(jiǎn)化，氣流的速度選定個(gè)特殊值（10m/s，20m/s，30m/s）進(jìn)行研究；氣流的方向也只是局限在x-y平面和z-y平面內(nèi)變化，對(duì)于在x軸、y軸和z軸方向都有分量的氣流缺乏研究。</p><p>　　后續(xù)研究針對(duì)這兩面的問題可以進(jìn)行如下改進(jìn)：氣流入口流速選擇用隨時(shí)間變化的瞬態(tài)值替代，指定仿真的時(shí)間步長(zhǎng)，可以觀察不同時(shí)刻氣流形

88、態(tài)；氣流方向通過對(duì)風(fēng)擋玻璃的角度的二次旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)三維氣流形態(tài)研究；最后可以將氣流的流速與方向結(jié)合起來，利用瞬態(tài)變量實(shí)現(xiàn)不同時(shí)刻下的氣流形態(tài)的仿真。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　四年大學(xué)生活即將結(jié)束，回首這四年的過程，懷著感激的心情，感激那些在我學(xué)習(xí)生活中給我指導(dǎo)、幫助的人。 </p><p>　　本論文是在我

89、的導(dǎo)師李勁松老師的指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、樸實(shí)的工作作風(fēng)、嚴(yán)格的撰寫要求，一直給予我悉心的指導(dǎo)和支持。在將近四年的學(xué)習(xí)生涯里，李勁松老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)在思想、生活上都潛移默化地給我無微不至的關(guān)懷。在此謹(jǐn)向他致以崇高的敬意和真摯的問候，感謝他大學(xué)期間對(duì)于我的關(guān)懷與影響。也感謝在所有在大學(xué)期間給予我?guī)椭完P(guān)懷的老師。 </p><p>　　感謝姜立標(biāo)老師，感謝他對(duì)完成論文給我提供的條件和幫助

90、。 </p><p>　　感謝陳書聰和邱華川師兄，他們認(rèn)真、刻苦的學(xué)術(shù)專研精神讓我受益匪淺，他們無論在軟件學(xué)習(xí)還是論文思路上都給予我很大的幫助。 </p><p>　　感謝一起走過大學(xué)四年的小伙伴，是你們讓大學(xué)的生活變得豐富多彩。</p><p>　　最后感謝我的父親和母親，感謝他們?cè)谖掖髮W(xué)生涯中給我的支持與肯定。</p><p><b

91、>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張立軍,孫俊剛,孟德建,刁坤. 汽車前擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)模態(tài)的有限元建模與分析[J]. 汽車工程學(xué)報(bào),2014,06:402-406.</p><p>　　[2]臧孟炎,雷周,尾田十八. 汽車玻璃的靜力學(xué)特性和沖擊破壞現(xiàn)象[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào),2009,02:268-272.</p><p>　　[3]

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