本文關(guān)鍵詞：車輪氣動(dòng)阻力及傳熱性能研究

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【摘要】：汽車設(shè)計(jì)的三大主題——節(jié)能、環(huán)保、安全,給整個(gè)汽車行業(yè)的發(fā)展方向做出一個(gè)明確的要求。隨著我國(guó)汽車保有量的不斷攀升,能源資源緊張、尾氣污染嚴(yán)重、汽車安全事故頻發(fā),成為社會(huì)發(fā)展亟待解決的問題。整車氣動(dòng)阻力直接關(guān)系到汽車的燃油消耗率,是汽車節(jié)能減排的重要突破口,而車輪對(duì)整車流場(chǎng)的形成和發(fā)展具有不可忽視的影響,因此研究車輪的氣動(dòng)阻力特性,對(duì)于改善整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、減少有害尾氣的排放具有重大意義。而汽車制動(dòng)盤作為關(guān)乎汽車行駛安全的重要部件,有90%的熱量是通過對(duì)流散熱的方式傳遞給輪腔的空氣,通過對(duì)車輪附近流場(chǎng)的研究,改善經(jīng)過制動(dòng)盤表面冷卻氣流的速度和狀態(tài),進(jìn)而提高制動(dòng)盤散熱性能,避免因制動(dòng)盤溫度過高而造成的制動(dòng)失效,對(duì)于提高汽車的行駛安全性,意義重大。本文是結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《鎂鋁合金組裝式車輪結(jié)構(gòu)-材料-性能一體化輕量化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究》(項(xiàng)目編號(hào):51475201)進(jìn)行的。首先,利用FLUENT軟件對(duì)獨(dú)立車輪附近的空氣流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行CFD仿真,分析輪輻數(shù)量、輪輻寬度、輪輻厚度和輪輻彎曲方向等輪輻形狀因素對(duì)獨(dú)立車輪氣動(dòng)阻力的影響。由于獨(dú)立車輪附近氣流流場(chǎng)和其置于整車模型下的氣流流場(chǎng)是完全不同的,因此接下來對(duì)整車模型下車輪的氣流流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析車輪附近流場(chǎng)對(duì)整車氣動(dòng)阻力以及輪腔內(nèi)傳熱情況帶來的影響,并對(duì)整車氣動(dòng)仿真結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證氣動(dòng)仿真計(jì)算的準(zhǔn)確性;其次,對(duì)不同輪輻數(shù)量、輪輻間開口面積和輪輻樣式的車輪進(jìn)行仿真對(duì)比分析,歸納以上輪輻形狀因素對(duì)整車氣動(dòng)阻力以及輪腔內(nèi)傳熱情況的影響規(guī)律,為詳細(xì)的輪輻尺寸優(yōu)化提供參考;最后,運(yùn)用Hypermorph高級(jí)網(wǎng)格變形軟件對(duì)車輪進(jìn)行有限元參數(shù)化建模,共定義8個(gè)參數(shù)變量,依照最優(yōu)拉丁超立方采樣方法安排35次仿真試驗(yàn),建立克里金近似模型,選擇NSGA-II優(yōu)化算法對(duì)車輪輪輻進(jìn)行多目標(biāo)尺寸優(yōu)化,得到具有理想氣動(dòng)特性又兼顧制動(dòng)盤散熱性能和車輪減重的輪輻優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。對(duì)優(yōu)化前后的車輪性能進(jìn)行對(duì)比分析,在滿足車輪減重4%前提下,優(yōu)化后的整車氣動(dòng)阻力降低了5.03%,輪內(nèi)傳熱特性提高了4.47%,同時(shí),車輪的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)仍然滿足要求,驗(yàn)證了本文這種綜合考慮整車氣動(dòng)阻力、制動(dòng)盤散熱性能和車輪輕量化的參數(shù)化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U461;U463.34

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1 包海濤;;基于動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的汽車氣動(dòng)阻力系數(shù)數(shù)值模擬[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車;2008年06期

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3 吳志剛,魏琪,加藤征三,竹森洋平,柏康弘;導(dǎo)流翼片的傾角和長(zhǎng)度在降低大后壁車輛氣動(dòng)阻力中的作用[J];汽車工程;2003年06期

4 吳志剛,魏琪,加藤征三,竹森洋平,柏康弘,水谷貴志,山本健太;利用多個(gè)導(dǎo)流裝置降低大后壁車輛氣動(dòng)阻力的實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2004年02期

5 宗葉玲;康寧;;直背式轎車加速行駛氣動(dòng)阻力的計(jì)算[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2008年07期

6 張英朝;李杰;張U，

本文編號(hào)：1271498