MIRA車型非光滑表面氣流擾動(dòng)減阻效能研究.pdf

1、降低汽車的空氣阻力是改善其動(dòng)力性能、減少油耗的重要手段。本文開(kāi)展了在汽車表面覆有非光滑（凹坑、魚(yú)鱗、溝槽）膜的減阻實(shí)驗(yàn)和仿真試驗(yàn)研究，以尋求非光滑表面的減阻效能、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和不同幾何形狀表面對(duì)汽車外流場(chǎng)的擾動(dòng)機(jī)理。
　　本文采用汽車空氣動(dòng)力學(xué)經(jīng)典模型——MIRA快背模型，運(yùn)用Fluent流體動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)風(fēng)洞仿真試驗(yàn)，得到其風(fēng)阻系數(shù)Cd，加工制作MIRA模型及支架，置于浙江大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行與仿真條件相同的試驗(yàn)得到實(shí)驗(yàn)與

2、仿真值之間1.39％的誤差，保證了CFD仿真方法的可靠性。其中運(yùn)用風(fēng)洞試驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)模擬仿真相結(jié)合的方法來(lái)扣除抬高支撐的干擾，再對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行阻塞比效應(yīng)修正和水平浮力修正，提出了針對(duì)浙江大學(xué)風(fēng)洞的汽車氣動(dòng)阻力系數(shù)的修正方法。
　　在分析了汽車空氣動(dòng)力學(xué)減阻裝置（渦流發(fā)生器、擾流件和阻流板）的氣流擾動(dòng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了MIRA汽車模型表面非光滑單元減阻效能的研究。從挖掘非光滑表面的幾何結(jié)構(gòu)（凹坑、魚(yú)鱗、溝槽）和汽車外流場(chǎng)的擾動(dòng)

3、機(jī)理出發(fā)，研究了非光滑表面覆膜車身外流場(chǎng)的特性并建立流場(chǎng)分析理論模型;試圖揭示非光滑結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、布置位置等對(duì)特定近壁面氣流場(chǎng)所產(chǎn)生的不同擾動(dòng)作用及形成條件。
　　采用正交試驗(yàn)法對(duì)凹坑形非光滑表面的MIRA模型進(jìn)行正交試驗(yàn)分析，其仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，模型氣動(dòng)阻力的影響主次因素依次為凹坑深度、凹坑的深徑比、凹坑間距;針對(duì)不同位置的非光滑單元的仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，模型前部和引擎蓋位置布置非光滑單元時(shí)得到的最優(yōu)減阻率只有1.47％和-0.

4、227％，而在模型頂蓋以及背部布置凹坑時(shí)減阻率可達(dá)到5.99％和6.39％;針對(duì)不同幾何形狀的非光滑單元的仿真試驗(yàn)表明，在模型頂部布置非光滑單元時(shí)，魚(yú)鱗形非光滑單元可達(dá)到8.03％的氣動(dòng)減阻率，溝槽凹坑減阻率為4.30％;在模型背部布置非光滑單元時(shí)，魚(yú)鱗形非光滑單元的減阻率可達(dá)到7.86％，溝槽凹坑的減阻率為3.52％。
　　對(duì)具有最優(yōu)氣動(dòng)減阻系數(shù)的非光滑表面進(jìn)行減阻機(jī)理分析，在CFD軟件中繪制相關(guān)圖像:(1)車身表面壓力分布圖和