汽车车身外流场计算模型及仿真

摘要随着汽车技术的发展以及道路交通的完善，汽车实用车速大大提高，汽车空气动力学成为汽车行业的重点研究方向之一。

本文采用CFD方法对某轿车进行三维外流场的数值建模。

本课题运用UG绘制出实车的1:1三维模型。

在建立仿真模型过程中,考虑到仿真时间与计算机硬件问题,对实车部分细节做出相应的简化。

然后利用ICEM软件建立有限元模型。

本文采用四面体+三棱柱网格混合方案划分网格,并采用密度体包围整个轿车,以对其周围计算区域进行网格加密处理,并对轿车表面面网格做局部细化。

选用Realizablek- 湍流模型,并在其近壁面采用标准壁面函数以提高车身表面流动的模拟精度。

最后利用FLUENT进行模型分析,得出车身表面压力分布图和速度矢量图,通过分析整车表面速度和压力特性,了解气流运动规律和情形。

并通过仿真所得结果计算出该轿车的气动阻力系数与升力系数。

根据本文仿真结果并结合轿车造型可以看出,对于轿车,由于流线型造型特点,其气阻力系数相对较小,但是气动升力系数不稳定。

而对于轿车这种高速行驶的汽车,出于安全与稳定性考虑,降低其气动升力比减小气动阻力有着更实际的意义。

关键字:计算流体力学数值模拟气动阻力气动升力AbstractAs the development of automobile technology and improved transport facilities, The vehicle`s Practical Velocity has greatly been improved, vehicle aerodynamics has already been one of the key research directions in the automotive industry. this paper builds a three-dimensional flow field numerical simulation model for a coupe with the existing method of CFD.The project builds the three-dimensional model of real car (l:l) with the use of UG. During the modeling process, there are some simplifications for some of the details of real car, thinking about the simulation time and computer hardware problems. Then this essay builds the finite element model with the ICEM software. In this paper, tetrahedral + Prism hybrid mesh program was used, and the whole couple surrounded by density Body to define the grid surface area. Realizable k- turbulence model used, and Standard wall function near the wall to enhance the body surface flow simulation accuracy. Finally, after the analysis of the model with the use of FLUENT,we obtains the body surface pressure distribution and the velocity vector. through the analysis of vehicle’s surface speed and pressure characteristics, we can understand the laws and situations for air movement. It’s shows that the simulation results obtained meets the flow field characteristics and laws. Then the coupe’s aerodynamic resistance coefficient and lift coefficient can be calculated from the result of the aerodynamic simulation.According to the simulation results and the coupe modeling we can seen that, for the coupe, due to its aerodynamic modeling features, the aerodynamic drag coefficient is relatively small, while the aerodynamic lift coefficient instable. For such a high-speed coupe car, out of considerations of security and s tability, it has more and more Practical significance to reduce the aerodynamic lift than aerodynamic drag.Key words: Computational fluid dynamics: Numerical simulation: Aerodynamic Resistance coefficient; Aerodynamic lift coefficient;目录1 绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 汽车空气动力学的研究方法 (1)1.2.1 实验研究 (2)1.2.2 理论分析 (2)1.2.3 数值计算 (2)1.3 国内外研究现状 (3)1.3.1 国外空气动力学发展现状 (3)1.3.2 国内空气动力学发展现状 (4)1.4 本文研究内容 (5)1.4.1 研究目标 (5)1.4.2 研究内容 (5)1.4.3 技术关键和难点 (6)2 汽车空气动力学气动特性研究 (7)2.1 空气动力学基本理论 (7)2.1.1 空气的基本物理属性 (7)2.1.2 气流运动的基本方程 (9)2.1.3 粘性流基础 (10)2.2 汽车的气动力与气动力矩 (12)2.3 气动力对汽车性能的影响 (15)2.3.1 气动力对汽车动力性的影响 (15)2.3.2 气动力对燃油经济性的影响 (16)2.3.3 气动力对汽车操纵稳定性的影响 (17)2.4 汽车流场的组成 (17)3 汽车外流场数值模拟理论基础 (19)3.1 汽车外流场的基本假设 (19)3.2 基本控制方程 (19)3.2.1 质量守恒方程(连续性方程) (19)3.2.2 动量守恒方程 (20)3.2.3 能量守恒方程 (20)3.3 数值离散化方法 (21)3.3,1 常用数值离散化方法 (21)3.4 湍流模型 (25)3.4.1 湍流模型的分类 (25)3.4.2 常用湍流模型 (25)4 汽车外流场的数值模拟 (28)4.1 几何模型的建立 (28)4.2 计算区域的确定 (28)4.3 网格的划分 (29)4.4 边界条件的确定 (30)4.5 求解器的选择 (30)4.6 收敛性判断 (30)4.7 汽车数值结果模拟与分析 (31)4.7.1 车身外流场分析 (31)4.7.2气动主力计算及性能分析 (39)总结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录A英文原文 (43)附录 B汉语翻译 (50)1 绪论1.1 研究背景与意义汽车空气动力学是研究空气流经汽车时的流动规律及其与汽车相互作用的一门科学。

河北工业大学毕业设计说明书(论文)作者：田野学号：110324学院：机械工程学院系(专业)：车辆工程题目：汽车外流场分析研究指导者:武一民教授(姓名）(专业技术职务) 评阅者：(姓名) （专业技术职务）2015 年 6 月 8 日目录1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1。

2 国内外发展状况 (2)1.3 毕业设计的主要内容 (4)2 汽车外流场分析的理论基础 (5)2。

1 引言 (5)2。

2 气动力 (5)2。

3 负升力产生原理 (6)2.4 负升力与操纵稳定性 (7)2.5 空气动力学套件 (7)2.6 流体数值模拟的理论基础 (11)3 赛车外流场分析 (15)3.1 赛车车身模型的建立及简化 (15)3.2 划分网格 (16)3。

3 边界条件的设定 (17)3.4 FLUENT计算结果 (19)3。

5 赛车仿真结果分析 (19)4 空气动力学套件方案确定 (23)4。

1 前翼的设计 (23)4。

2 尾翼的设计 (26)5 加装动力学套件后赛车仿真结果分析 (29)5。

1赛车模型的建立 (29)5.2赛车仿真结果分析 (29)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1 研究背景及意义随着汽车工业的不断发展,汽车的外部造型和气动特性受到了越来越多的关注和重视。

汽车的性能在很大程度上受汽车气动力的影响，尤其对于高速行驶的汽车,气动力对其性能的影响是非常大的,因此汽车高速、安全行驶的必要前提之一就是具有良好的空气动力性能。

因此，在汽车的开发中，对汽车空气动力性能的研究越来越得到汽车制造商的重视。

空气动力是来自于汽车外部的约束，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、稳定性、安全性、操纵性、舒适性等，还会间接地影响汽车的外观及审美的流行趋势[1]。

汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力、升力、侧向力、横摆气动力矩、纵倾气动力矩、侧倾气动力矩六个分量[2].在这六个分量中，汽车空气阻力所消耗的动力和滚动摩擦所消耗的动力是大小相当的，因此气动阻力系数就成为了衡量汽车空气动力性能的最基本的一个参数，也就是说如何降低汽车的空气阻力系数成为汽车空气动力学最重要的一项研究内容。

机械学院1206班王栋1200561汽车外流数值模拟一、学习目的：1.学会利用Gambit创建几何模型，生成合格质量的网格。

2.学会利用Fluent执行CFD程序，得到y +值的车体,以及一些基本的数值数据,如、静压区,速率区和阻力与速度的升力系数。

二、程序：打开Gambit第一步：创建几何模型a)输入在作业B中表格1提供的点坐标来建立车体的顶点。

b)使用NURBS创建车体边缘。

c)创建车体的面（定义为Face1）。

d)创建计算领域的顶点（见表格2）。

e)创建计算领域的4条边。

f)利用矩形的4条边创建计算领域的面（定义为Face2）。

g).利用Boolean运算从Face 2减去Face 1。

注意：不要保持retain Face1。

h)作为单独的几何文件保存数据：File → Save As, … 打开Save As 列:在ID窗口, 输入文件名例如1-car-geo，然后点击Accept.注意：A .dbs数据库文件，例如1-car-geo.dbs应保存在Gambit运行文件夹里，例如D:\Temp第二步：创建网格a) Edge mesh是车体的边缘。

为简单起见，我们使用统一的网格运算法则。

图1显示车体的每边网格数量,以供参考。

图1 车体每边的网格数量b)创建边界层网格Mesh → Boundary Layer,打开Create Boundary Layer l:- U选择Definition对于Algorithm, 选择Uniform 作为默认设置对于First row (a),输入: 0.0029对于Growth factor (b/a), 输入: 1.09对于Rows (层的数量),输入: 6选择Wedge corner shape.注意：边界层网格的First row (a)值的计算在实验指导第五页上。

在Attachment现在边缘用Shift_left-clicking创建车体. 点击后边界层将创建在每一个边缘上。

分类号 密级U D C 编号硕士学位论文基于CFD 的汽车外流场数值模拟及优化二零一五年五月研究生姓名： 查朦导师姓名： 苏小平申请学位级别： 硕士一级学科名称： 机械工程二级学科名称： 机械制造及其自动化Numerical Simulation and Model Optimization For Carbody Base on CFDA Thesis Submitted toNanjing Tech UniversityFor the Academic Degree of Master ofEngineeringBYMeng ZhaSupervisor: Prof. Xiaoping SuMay. 2015学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：日期：学位论文的使用声明□1、南京工业大学、国家图书馆、中国科学技术信息研究所、万方数据电子出版社、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文并通过网络向社会提供信息服务。

论文的公布（包括刊登）授权南京工业大学研究生部办理。

（打钩生效）□2、本论文已经通过保密申请，请保留三年后按照第一项公开（打钩生效）□3、本论文已经通过校军工保密申请，不予公开（打钩生效）研究生签名：导师签名：日期：日期：硕士学位论文摘 要随着汽车工业技术及经济的发展，人们对汽车安全性、舒适性要求越来越高，而这很大程度上取决于汽车空气动力特性。

由于近年来数值计算理论及计算技术的发展进步，在新车开发初期越来越趋向于采用计算流体力学对汽车空气动力性能进行测试计算，该方法试验周期短、耗资少。

汽车车身外流场计算模型及仿真作者：许莉娟来源：《科技创新与应用》2013年第36期摘要：文章利用计算流体力学方法，基于Fluent软件平台分析研究汽车的空气动力性能。

通过对作为边界的车身外表面以及流场的网格划分，并采用适当的矩阵代数算法，得到汽车外部流场的近似数值解，从而了解汽车周围流速、压力等的分布情况，进而确定汽车的气动特性与参数。

关键词：计算流体力学；Fluent；外流场；网格划分；数值模拟引言汽车在行驶的过程中不可避免的要与周边空气发生相互作用，随着车速的增加，这种相互作用会愈加的剧烈。

空气对在行驶中的汽车施加力和力矩，从而影响汽车的行驶。

所以，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。

另外，汽车的空气动力学性能不仅影响着汽车的燃油经济性，同时也对汽车的动力性、稳定性和操作性等方面有着巨大的影响，所以现代汽车设计越来越关注汽车的空气动力性能研究。

随着计算机技术的迅猛发展，对汽车结构分析的技术已基本成熟，且对更为复杂的流动问题的模拟计算也在不断的发展，其中计算流体力学（Computational Fluid Dynamics 简称CFD）受到了越来越多的关注。

计算流体力学已从定性的分析发展到定量的计算，其应用也从最初的航空领域不断的扩展到包括汽车在内的多个领域[1-3]。

新车型的开发过程中，空气动力性能分析是必不可少的。

利用数值模拟的方法对汽车行驶中的外流场进行分析能够用来预测或解决一些理论及实验都无法处理的复杂流动问题，并能取代部分实验环节。

但要求对问题的物理特性有足够的了解，才能建立合适的数学方程及相应的初始、边界条件等，这些都离不开实验和理论方法的支持。

目前，数值方法主要是应用欧拉方程和纳维-斯托克斯方程。

在汽车设计的研究分析领域，数值方法与传统的研究方法相结合，能够有效地改善汽车性能、节约研究资金、提高研究效率。

汽车车身外流场计算模型及仿真是计算流体力学在汽车外流场分析方面的应用研究之一[4-8]。

轿车的外流场CFD模拟与气动特性分析学校代号:学号:密级:公开兰州理工大学硕士学位论文轿车的外流场模拟与气动特性分析堂僮由遣厶筵刍型连这昱垣丝刍壁驱鏊圭盘麴援埴差皇僮狃电王猩堂暄童些刍整奎牺王程诠窒握童旦期三生垒旦旦迨窒筌鲎旦塑至三生鱼旦墨旦筌燮委基金圭度??一..●,兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

吼洲三年‘月彳日作者签名:罚叛乱学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。

,、不保密≤请在以上相应方框内打“√”矿枣畚三作者签名:移期期多年年日日导师签名: ‘/弓岁今夕勿论盯吖/硕士学位论文目录摘要??.插表索引一插图索引?第章绪论.课题研究背景及意义?...课题研究背景..课题研究意义...汽车空气动力特性对经济性的影响?. .国内外研究现状综述?...国内外汽车空气动力学发展现状..国内外汽车流场数值模拟的发展现状?.本文研究内容?.第章汽车空气动力学基础理论??...空气的基本物理属性?...空气的密度..空气的粘度..空气的压缩性.流体与流动的基本特性..理想流体与粘性流体..牛顿流体与非牛顿流体?..可压流体与不可压流体?..定常流与非定常流..层流与湍流.流体力学中的基本方程...连续性方程..伯努利方程.汽车车身扰流与气动理论..气动力与气动力矩??....气动阻力...气动升力及纵倾力矩?...车身表面的压力分布一.本章小结第章汽车外流场数值模拟理论基础..汽车外流场数值模拟特点?..轿车的外流场模拟与气动特性分析.汽车外流场数值模拟的难点...空气的两种近似法?...基本控制方程?..质量守恒方程连续性方程?....动量守恒方程?..能量守恒方程?..数值计算方法?..常用数值计算方法??....有限体积法??...有限体积法的常见离散格式?. ..的求解方法.常用湍流模型....单方程.模型?.. 模型....大涡模拟??..本章小结??..第章外流场数值模拟..几何模型的建立??...计算区域的确定??一.网格的划分?....网格策略....计算网格的生成..边界条件的设定??...求解器的选择....基于压力的求解器??...基于密度的求解器??..湍流模型选取....模型?.. 模型..雷诺应力模型..大涡模拟模型..收敛性判定?...本章小结??..第章模拟结果与分析..原始模型外流场分析?.轿车车身前部结构的气动特性分析..车头后倾角对车身气动特性影响的分析??.硕士学位论文..挡风玻璃与发动机罩的倾斜角对车身气动特性影响的分析..轿车车身尾部结构的气动特性分析....后风窗斜角对整车气动特性影响的分析??....轿车车身尾部上翘角的气动特性分析..轿车离地间隙的气动特性分析??...国产某型家用轿车的气动造型优化设计?...本章小结第章总结与展望??..全文总结.展望?..参考文献?致谢??..附录攻读硕士研究生期间发表的论文??.硕士学位论文摘要汽车空气动力学是研究空气与汽车相对运动时的现象和作用的一门科学。

汽车外流场的数值模拟程力学汽车外流场是指汽车在运动中，周围空气的流动状态。

研究汽车外流场对汽车设计和性能优化至关重要。

数值模拟是汽车外流场研究中常用的工具，其基于流体力学原理和计算机仿真技术进行计算和分析。

数值模拟基础数值模拟是将物理过程转化为数学模型，使用数学方法求解模型得到的结果。

在汽车外流场的数值模拟中，计算机将汽车及其周围空气的流动情况视为数学模型，然后运用流体力学原理对其进行数值求解。

汽车外流场的数值模拟通常使用有限元法（FEM）、有限体积法（FVM）和有限差分法（FDM）等方法。

其中，有限元法是将流场分割成小的网格，再将每个网格内的物理量抽象为节点进行求解；有限体积法则是在网格中将流动区域分成许多小的控制体，计算在控制体中的物理量；有限差分法则是将物理场量在空间上离散化为有限个点，在时间上进行迭代求解。

流动方程式液体和气体在流动过程中会受到流体的惯性、黏性和压缩性等影响。

针对这些影响因素，数值模拟一般采用控制方程式来描述流动过程。

而在汽车外流场数值模拟中，又可将流动惯性、黏性和压缩性分别用控制方程式来表示，即：流动惯性：$$\\frac{\\partial \\rho \\vec{U}}{\\partial t}+\ abla \\cdot(\\rho \\vec{U} \\vec{U})=-\ abla p+\ abla \\cdot \\vec{S}$$其中，$\\rho$表示密度；$\\vec{U}$表示速度；p表示压强；$\\vec{S}$表示体积力项。

黏性：$$\ abla \\cdot \\vec{U}=0$$$$\\frac{\\partial (\\rho \\vec{U})}{\\partial t}+\ abla \\cdot (\\rho \\vec{U} \\vec{U})=-\ abla p+\\mu \ abla ^{2}\\vec{U}+\\rho \\vec{g}$$其中，$\\mu$表示黏度；$\\vec{g}$表示重力加速度。

汽车车身外流场计算模型及仿真引言汽车在行驶的过程中不可避免的要与周边空气发生相互作用，随着车速的增加，这种相互作用会愈加的剧烈。

空气对在行驶中的汽车施加力和力矩，从而影响汽车的行驶。

所以，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。

另外，汽车的空气动力学性能不仅影响着汽车的燃油经济性，同时也对汽车的动力性、稳定性和操作性等方面有着巨大的影响，所以现代汽车设计越来越关注汽车的空气动力性能研究。

随着计算机技术的迅猛发展，对汽车结构分析的技术已基本成熟，且对更为复杂的流动问题的模拟计算也在不断的发展，其中计算流体力学( Computational Fluid Dynamics 简称CFD) 受到了越来越多的关注。

计算流体力学已从定性的分析发展到定量的计算，其应用也从最初的航空领域不断的扩展到包括汽车在内的多个领域[1-3] 。

新车型的开发过程中，空气动力性能分析是必不可少的。

利用数值模拟的方法对汽车行驶中的外流场进行分析能够用来预测或解决一些理论及实验都无法处理的复杂流动问题，并能取代部分实验环节。

但要求对问题的物理特性有足够的了解，才能建立合适的数学方程及相应的初始、边界条件等，这些都离不开实验和理论方法的支持。

目前，数值方法主要是应用欧拉方程和纳维-斯托克斯方程。

在汽车设计的研究分析领域，数值方法与传统的研究方法相结合，能够有效地改善汽车性能、节约研究资金、提高研究效率。

汽车车身外流场计算模型及仿真是计算流体力学在汽车外流场分析方面的应用研究之一[4-8] 。

本文通过建立汽车车身外流场的计算模型，利用计算流体力学方法和适当的矩阵代数算法，基于Fluent 仿真平台，分析研究汽车车身的空气动力性能。

1 汽车车身绕流的数学模型流场运动中，流场运动基本方程是根据基本物理定律质量守恒、动量守恒、能量守恒定律按一定的流体流动模型推导的。

对于空气来说，当风速小于三分之一声速时，也就是风速小于408km/h，可以认为是不可压缩气体。

汽车外流场Fluent仿真设计与分析SC12013043 高志谦摘要：汽车车型是汽车的重要特性之一,它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性与安全性。

而汽车外流场的压强分布则是比较各车型优劣的一项重要参考依据。

本文通过Fluent软件对不同外形的车辆进行外流场仿真计算，并得出其外流场压强分布。

通过比较分析得出各种车型的优势与劣势。

关键词：Fluent，汽车外流场，压强分布，车型1、引言近几十年来，汽车工业迅速发展，除了在发动机等内部器件方面进展迅速以外，对汽车外形的设计也有了很大的突破和提高。

汽车的外形设计一方面是为了满足消费者对汽车的美观要求，另一方面也可以通过外形设计减小汽车运行时的空气阻力，从而提高速度；与此同时，汽车运行时会由于空气作用产生升力，是汽车运行时稳定性大大下降，因此也可以通过外形设计减小升力，使得汽车行驶时稳定性安全性大大提高。

而Fluent公司是目前世界上最大的计算流体力学(CFD)软件供应商。

在全球众多的CFD软件开发、研究厂商中，Fluent独占了大约40%以上的市场份额。

而汽车领域更是Fluent公司最为重视的行业之一。

几乎全球所有知名的汽车厂家都是Fluent的用户。

因此，本设计中，主要通过Fluent对汽车外流场的压力分布进行仿真设计与分析。

如今最常见的汽车类型有三种：四人小轿车、面包车和小货车。

因此本文主要通过对这三种类型的汽车进行gambit建模，并划分网格。

再用fluent进行迭代计算，得出相同条件下三种汽车的外流场压力分布图。

并通过分析，得出各种车型的优点与劣势。

2、四人小轿车的建模和计算1、建立汽车模型本设计中，四人小轿车长宽高依次为3.6m*2m*1.5m,（其中，车高是从地面到车顶距离）。

轮胎直径为0.7m，胎宽为0.2m。

并将汽车套在一个尺寸为10m*4m*4m的长方体中，作为待分析的汽车外流场区域。

汽车以60km/h的速度行驶（16.67m/s），具体汽车模型如图所示：2、划分网格对汽车外流场区域划分网格，网格尺寸为0.15。

10.16638/ki.1671-7988.2017.13.050某车型车身外流场的数值仿真研究杨松，李亚敏（新乡学院机电工程学院，河北新乡453003）摘要：建立某车型车身外流场仿真三维几何模型，将SIMPLE算法与Realizable k-ε湍流模型相结合，完成了车身外流场数值计算，并对车身及典型截面的速度场、压力场及气动噪声升功率场分布进行了详细分析。

数值仿真结果对汽车外形的优化设计具有重要工程指导意义。

关键词：汽车空气动力学；车身外流场；数值模拟中图分类号：TH432.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)13-144-03Numerical Simulation of Outer Flow Field for Car BodyYang Song, Li Yamin( Mechanical and Engineering College, Xinxiang University, Hebei Xinxiang 453003 )Abstract:The full flow field model of the car body has been built, and the SIMPLE algorithm, in conjunction with the Realizable k-ε turbulent model, has been used to solve the three-dimensional equations. Based on the calculation of the outer flow for the car body, the velocity field, pressure field and the acoustic power field have been farther analyzed. The numerical simulation results can provide basis for optimizing the car body design, and have important value of engineering applications in the increase of the overall performance in operation.Keywords: Vehicle aerodynamics; outer flow of car body; numerical simulationCLC NO.: TH432.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-144-03引言汽车车身外形的空气动力学特性一直是汽车的重要性能指标之一，在车型开发初期备受关注，对汽车整体的运行稳定性、经济性等产生重大影响。

第37卷 第6期吉林大学学报(工学版)Vol.37 No.62007年11月Journal o f Jilin U niv ersity (Engineering and T echnolo gy Edition)Nov.2007收稿日期:2006-12-06.基金项目:国家自然科学基金资助项目(60222207);吉林大学/985工程0资助项目.作者简介:杨永柏(1971-),男,讲师,博士研究生.研究方向:汽车空气动力学.E -mail:yyb717717@163.co m 通讯联系人:胡兴军(1976-),男,博士研究生.研究方向:汽车空气动力学.E -mail:x jhu99@皮卡车外流场的数值模拟杨永柏1,王靖宇1,胡兴军2(1.吉林大学汽车工程学院,长春130022; 2.吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春130022)摘 要:采用CFD 进行皮卡车的外流场模拟,得到了车身表面压力分布、尾流典型剖面流速值和尾流流场结构,数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好。

模拟结果表明,皮卡车尾涡存在于货箱上方和尾挡板后方两个区域。

进行了皮卡车几种几何改型的CFD 模拟,所得阻力系数变化与实车试验结果有相同的变化趋势,证实了尾挡板的减阻作用。

由此得出CFD 用于皮卡车外流场模拟,可获得较高的模拟精度。

关键词:车辆工程;汽车空气动力学;计算流体力学;皮卡车;数值模拟中图分类号:U 461.1 文献标识码:A 文章编号:1671-5497(2007)06-1236-06Numerical simulation on flow field around pickup trucksYang Yong -bai 1,Wang Jing -yu 1,H u Xing -jun 2(1.College of A utomotiv e Engineer ing ,J ilin Univ er sity ,Changchun 130022,China;2.State K ey Labor ator y of A utomotive Dy namic Simulation ,J ilin Univers ity ,Changchun 130022,China)Abstract:CFD w as used to simulate flow field around a generic pickup truck.T he surface pressure distributions,the w ake v elo city distribution o f the special profiles and the flow structur es w ere obtained.T he result of numerical simulatio n tallies w ith the result of w ind tunnel experimental investig ation.T he simulation results indicate that the w ake of the pickup truck is for med of tw o regions,one abo ve the tr uck bed,and the other behind the tailgate.CFD sim ulations have been do ne fo r the geometry changes of the pickup tuck.T he drag co efficient v ar iations have the same tr ends with the experiment results o f the real pickup trucks.The effects of aerody namic drag reduction by tailg ate have been co nformed.It w as found that it has an accurate result w ith CFD to sim ulate the flow field ar ound pickup trucks.Key words:v ehicle eng ineering ;v ehicle aer ody namics;computational fluid dynamics;pickup truck;numerical simulatio n目前皮卡车的市场份额逐渐增加,但有关皮卡车外流场研究的文献极少,国内关于这方向的研究几乎空白。