本文選題：邊界層 + 非光滑表面��； 參考：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展以及高速路網(wǎng)的不斷完善,汽車實際行駛速度得到很大提高,這將大大影響汽車的氣動阻力。行駛速度越大,其氣動阻力也越大,若能減小氣動阻力,則意味著燃油消耗的降低。隨著汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展,減小車身氣動阻力的傳統(tǒng)方法已經(jīng)成熟并遇到技術(shù)瓶頸,需要尋求新型氣動減阻方法和思路。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)仿生非光滑表面具有較好的減阻效果,因此可以將非光滑結(jié)構(gòu)引入汽車車身,實現(xiàn)汽車的節(jié)能減阻。本文基于標準MIRA階梯背模型,將凹坑型非光滑結(jié)構(gòu)引入汽車頂部表面,研究頂部近壁面邊界層內(nèi)關(guān)鍵流場參數(shù)的變化以及這些變化對尾流造成的影響,并分析其減阻機理。最后進一步考慮側(cè)風(fēng)狀態(tài)下凹坑型非光滑結(jié)構(gòu)的減阻效果以及對汽車行駛造成的影響。首先選擇非光滑單元體形態(tài)、布置位置和尺寸建立非光滑車身模型,利用CFD數(shù)值模擬仿真方法對光滑、非光滑汽車模型進行仿真,并通過與MIRA模型風(fēng)洞試驗對比驗證表明數(shù)值模擬方法的可靠性。其次從非光滑表面邊界層內(nèi)的流場特性出發(fā),分析氣流速度、邊界層厚度、壁面剪切力、表面摩擦阻力等流場參數(shù)的變化及其對邊界層分離后尾流狀態(tài)、湍流強度、湍流耗散率等方面的影響來探究非光滑結(jié)構(gòu)的減阻機理。最后通過采用穩(wěn)態(tài)側(cè)風(fēng)數(shù)值模擬,對比分析了0~30°范圍內(nèi)(橫擺角以3°遞增)的光滑模型與非光滑模型的車身周圍流場特性。對氣動力系數(shù)和氣動力進行了計算,并根據(jù)車身外流場的速度、壓力、湍動能分布圖,分析側(cè)風(fēng)狀態(tài)下,非光滑結(jié)構(gòu)的引入對于汽車氣動特性特別是氣動阻力的影響。
[Abstract]:With the continuous development of the automobile industry and the continuous improvement of highway network, the actual vehicle speed has been greatly improved, which will greatly affect the aerodynamic resistance of the vehicle. The greater the speed, the greater the aerodynamic resistance. If the aerodynamic resistance can be reduced, it will mean the reduction of fuel consumption. With the development of automobile aerodynamics, the traditional method of reducing aerodynamic resistance of automobile body has been mature and met with technical bottleneck, so it is necessary to seek new aerodynamic drag reduction method and train of thought. Domestic and foreign studies show that bionic non-smooth surface has better drag reduction effect, so non-smooth structure can be introduced into vehicle body to achieve energy saving and drag reduction. Based on the standard MIRA step back model, the crater type non-smooth structure is introduced into the top surface of the vehicle to study the change of the key flow field parameters in the boundary layer near the wall of the top and the influence of these changes on the wake, and the mechanism of drag reduction is analyzed. Finally, the drag reduction effect of non-smooth concave structure under crosswind and its influence on vehicle driving are further considered. Firstly, the non-smooth vehicle body model is established by selecting the non-smooth unit shape, arranging the position and size, and simulating the smooth and non-smooth vehicle model by CFD numerical simulation method. The reliability of the numerical simulation method is verified by comparing with the wind tunnel test of MIRA model. Secondly, based on the characteristics of the flow field in the non-smooth boundary layer, the variation of the flow field parameters, such as the flow velocity, the thickness of the boundary layer, the wall shear force, the friction resistance of the surface, the wake state and the turbulence intensity of the boundary layer after separation are analyzed. The drag reduction mechanism of non-smooth structures is studied by the influence of turbulent dissipation rate. Finally, by using steady state cross-wind numerical simulation, the characteristics of the flow field around the body of the smooth model and the non-smooth model in the range of 0 擄30 擄(3 擄increase in yaw angle) are compared and analyzed. The aerodynamic coefficient and aerodynamic force are calculated. According to the velocity, pressure and turbulent kinetic energy distribution of the body flow field, the influence of the introduction of non-smooth structure on the aerodynamic characteristics, especially the aerodynamic resistance, is analyzed under the crosswind condition.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U461.1

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳學(xué)生,陳在禮,陳維山;湍流減阻研究的進展與現(xiàn)狀[J];高技術(shù)通訊;2000年12期

2 余雷;楊旭東;;溝槽型面減阻特性數(shù)值模擬研究[J];航空計算技術(shù);2009年01期

3 龐明軍;魏進家;;輸送過程的減阻方法和減阻機理[J];起重運輸機械;2009年07期

4 朱蒙生;王悅;曹慧哲;蔡偉華;岑仁海;鄒平華;;十六烷基三甲基氯化銨減阻流動實驗[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年06期

5 宋保維;朱崎峰;劉占一;;基于綜合集成的減阻肋條最優(yōu)夾角設(shè)計方法研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2012年11期

6 馬祥t/,陶進;表面活性劑管道減阻及傳熱特性的研究[J];水動力學(xué)研究與進展(A輯);1993年S1期

7 梁在潮,梁利;肋條減阻[J];水動力學(xué)研究與進展(A輯);1999年03期

8 蔣智 ,唐智明 ,高歌 ,寧晃;微肋薄膜減阻的實驗研究[J];航空動力學(xué)報;1990年03期

9 董文才,郭日修;平板氣幕減阻試驗研究[J];中國造船;1998年S1期

10 孫yP;;飛行的減阻技術(shù)[J];江蘇航空;1995年01期

相關(guān)會議論文 前7條

1 曹春燕;詹德新;王家楣;;微氣泡減阻理論分析與數(shù)值計算[A];第十六屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2002年

2 林德寬;;飛機紊流減阻薄膜技術(shù)[A];工程塑料優(yōu)選論文集[C];1993年

3 孫宗祥;;等離子體減阻技術(shù)[A];全國低跨超聲速空氣動力學(xué)文集第一卷（2001年）[C];2001年

4 馬漢東;;簡論大型飛機減阻技術(shù)[A];大型飛機關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

5 林竹;張麗萍;袁中立;秦延龍;;減阻型涂料在天然氣管道中的應(yīng)用[A];江蘇省天然氣利用學(xué)術(shù)研討會論文集（下）[C];2002年

6 董文才;郭日修;;氣層減阻研究進展[A];2004年船舶水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

7 劉艾明;熊鰲魁;;二維凹槽置翼減阻技術(shù)實驗研究[A];第七屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 朱蒙生;管流添加劑減阻的實驗與機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉銳;變異弧形隨行波表面氣動減阻特性研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 李雨潔;插秧機船板仿生樣件減阻性能試驗研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

3 蔡圣康;車身非光滑表面邊界層流場特性及側(cè)風(fēng)減阻分析[D];湖南大學(xué);2016年

4 蔡偉華;聚丙烯酰胺水溶液減阻特性實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

5 李撥;聚丙烯酰胺水溶液減阻及抗剪切特性實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

6 溫潤靜;伴隨方法在基于流動場協(xié)同減阻中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2015年

7 岑仁海;十六烷基三甲基氯化銨的減阻實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

8 周培;變異卵圓形非光滑表面空氣減阻特性研究[D];浙江大學(xué);2015年

9 李天然;仿生減阻表面的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2012年

10 方言;旋成體表面凹坑凸包結(jié)構(gòu)形態(tài)的減阻性能研究[D];北京交通大學(xué);2012年

，

本文編號：2013443