基于CFD的低速賽車前后翼設(shè)計.pdf

1、FSAE賽車是一種小型的敞開輪式賽車，具有加速能力強、質(zhì)量輕、體積小、靈活性高等特點。相比其他種類的賽車比賽，F(xiàn)SAE比賽賽道寬度窄、彎道多、直道短，因而速度較小，屬于低速方程式賽車。本文的研究重點是探究下壓力對低速賽車性能的影響并開發(fā)一套適合FSAE比賽的負升力翼。
　　空氣動力學(xué)是賽車運動至關(guān)重要的一環(huán)，空氣動力學(xué)設(shè)計的優(yōu)劣將直接影響賽車性能，已經(jīng)成為賽車比賽取勝的關(guān)鍵。本文截取典型的FSAE比賽賽道并進行模擬分析，證明了氣動

2、下壓力能夠明顯提升FSAE賽車的賽道表現(xiàn)。通過添加輔助的空氣動力學(xué)裝置，能夠為運動賽車提供氣動下壓力。負升力翼就是典型的方程式賽車氣動力學(xué)裝置。
　　FSAE比賽對氣動裝置有嚴格的規(guī)則限制，多片組合翼可以在有限的設(shè)計空間內(nèi)獲取更大的下壓力。本課題引入多目標優(yōu)化方法，對多片翼組合方式進行優(yōu)化，選擇最優(yōu)的攻角設(shè)置和翼間間隙，保證阻力系數(shù)較小的同時獲得盡可能大的下壓力。利用計算流體力學(xué)方法對賽車進行數(shù)值模擬可以獲得運動賽車周圍的氣體流動

3、信息，幫助分析賽車的下壓力水平和進行前后翼的下壓力平衡。分析結(jié)果表明:不加前后翼時，賽車升力系數(shù)為正，運動賽車會受到升力作用并導(dǎo)致附著力丟失;加裝前后翼后，賽車在速度為20m/s時可產(chǎn)生441.0N的下壓力。
　　為了驗證數(shù)值模擬精度和前后負升力翼對賽車性能的影響，本文對HNU2015賽車進行了實車測試。測試分為穩(wěn)態(tài)直線測試和極限回轉(zhuǎn)測試兩部分。穩(wěn)態(tài)直線測試可獲得賽車在固定風(fēng)速下的彈簧位移數(shù)據(jù)，進而可以計算賽車的實時輪荷值并求得下