非光滑單元體結(jié)構(gòu)對(duì)車身氣動(dòng)特性的影響分析.pdf

1、社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為人們生活的必需品。汽車消費(fèi)量的不斷增加，導(dǎo)致能源消耗日益增長(zhǎng)，使得人們也越來(lái)越關(guān)注石油的價(jià)格。在汽車設(shè)計(jì)、制造技術(shù)不斷發(fā)展的今天，汽車在滿足安全、舒適和高速等基本要求的同時(shí)，降低汽車車身阻力，提高汽車的經(jīng)濟(jì)適用性已成為重要的研究課題。
　　本文研究的主要內(nèi)容包括分析仿生非光滑表面的研究現(xiàn)狀，以非光滑表面減阻理論為基礎(chǔ)，結(jié)合非光滑表面減阻的應(yīng)用實(shí)例，確定仿生非光滑表面

2、形態(tài)的選擇原則，優(yōu)選出三種典型的非光滑單元體形態(tài)。通過(guò)對(duì)MIRA階梯背模型外流場(chǎng)的分析，確定了非光滑單元體的布置位置選擇原則。以邊界層理論為指導(dǎo)，確定了非光滑單元體尺寸的選擇原則。
　　詳細(xì)介紹了計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法，以及MIRA階梯背數(shù)字模型的建立過(guò)程。提出獲得高質(zhì)量網(wǎng)格的試驗(yàn)方案，修正了求解軟件中的求解參數(shù)，完成了邊界條件的設(shè)定。通過(guò)仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方案的可行性，保證了試驗(yàn)的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性。
　　通過(guò)對(duì)凹坑型

3、非光滑單元體的單獨(dú)研究，發(fā)現(xiàn)凹坑型非光滑表面的減阻效果受凹坑型非光滑單元體深度、間距和布置位置的影響。同時(shí)發(fā)現(xiàn)凹坑型非光滑單元體位置組合布置的減阻效果優(yōu)于單獨(dú)布置的減阻效果。
　　利用正交試驗(yàn)，以減阻率為試驗(yàn)指標(biāo)，通過(guò)對(duì)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到影響非光滑表面減阻效果的非光滑單元體結(jié)構(gòu)因素的主次關(guān)系。分析了非光滑表面對(duì)車身外流場(chǎng)的影響情況，以及對(duì)車身壓差阻力和摩擦阻力的影響。隨后對(duì)非光滑單元體的減阻機(jī)理進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)凹坑型非光滑

4、單元體內(nèi)部形成旋轉(zhuǎn)的渦流，產(chǎn)生空氣軸承的效果。溝槽型非光滑單元體內(nèi)部同樣會(huì)產(chǎn)生回旋的氣流，使溝槽型非光滑單元體內(nèi)部形成穩(wěn)定的速度梯度。凸包型非光滑單元體周圍同樣可以形成較穩(wěn)定的速度梯度。布置在車身表面不同形態(tài)的非光滑單元體可以改變流經(jīng)非光滑表面邊界層氣體的流動(dòng)狀態(tài)，降低速度梯度，增加邊界層厚度，減小剪切力做功造成的能量損耗，同時(shí)減小車身的壓差阻力。
　　論文通過(guò)對(duì)非光滑單元體結(jié)構(gòu)因素對(duì)車身氣動(dòng)特性的影響分析，為非光滑表面在車身減阻