【摘要】：汽車主動(dòng)格柵系統(tǒng)是近年來(lái)新興的一項(xiàng)減阻技術(shù),它通過(guò)在不同工況下合理的控制進(jìn)氣格柵葉片的攻角,調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣格柵的冷卻風(fēng)量,在保證發(fā)動(dòng)機(jī)合適工作溫度環(huán)境的同時(shí),降低車輛行駛過(guò)程中的氣動(dòng)阻力,提升整車燃油經(jīng)濟(jì)性,并在車輛高速行駛時(shí),對(duì)整車風(fēng)阻的降低及動(dòng)力性的提高有十分明顯的效果。本文使用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)配置主動(dòng)格柵系統(tǒng)的某SUV進(jìn)行了CFD數(shù)值仿真及相關(guān)分析,得到了整車外流場(chǎng)及發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流場(chǎng)的詳細(xì)數(shù)據(jù),根據(jù)格柵葉片不同攻角下發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流場(chǎng)、散熱表現(xiàn)等對(duì)主動(dòng)格柵系統(tǒng)葉片及葉片攻角控制策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)及優(yōu)化。本文的主要研究?jī)?nèi)容整理如下:1)結(jié)合整車廠常用的汽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬方法,對(duì)汽車風(fēng)洞數(shù)值仿真理論及方法進(jìn)行了分析及探究,借助流體力學(xué)軟件STAR-CCM+對(duì)試驗(yàn)車型進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)三維數(shù)值模擬;2)根據(jù)整車風(fēng)洞模擬的流場(chǎng)表現(xiàn)設(shè)計(jì)并建立了主動(dòng)格柵系統(tǒng)三維模型,初步設(shè)計(jì)了主動(dòng)格柵系統(tǒng)葉片攻角隨汽車行駛工況變化的試驗(yàn)方案,完成了相關(guān)仿真計(jì)算,得到了汽車風(fēng)阻、散熱能力及發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流場(chǎng)隨格柵葉片攻角變化的規(guī)律,對(duì)不同行駛工況下的主動(dòng)格柵系統(tǒng)控制策略進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。3)利用ANSYS Fluent完成了主動(dòng)格柵系統(tǒng)的二維流固耦合仿真,得到了不同主動(dòng)格柵系統(tǒng)葉片攻角下車體受力情況及冷卻模塊散熱信息,利用GA-PSO算法完成了對(duì)主動(dòng)格柵系統(tǒng)葉片造型的優(yōu)化,得到了較好的發(fā)動(dòng)機(jī)艙流場(chǎng)結(jié)果。4)根據(jù)主動(dòng)格柵系統(tǒng)的CFD仿真結(jié)果,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱平衡方程建立了主動(dòng)格柵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并基于SIMULINK建立了主動(dòng)格柵系統(tǒng)的控制模型,完成了不同工況下格柵攻角的調(diào)整。5)對(duì)主動(dòng)格柵系統(tǒng)及其控制方案的進(jìn)行了驗(yàn)證及分析,結(jié)果表明了主動(dòng)格柵系統(tǒng)在Ⅰ型試驗(yàn)用運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)下降低3.17%燃油消耗的效果。最后對(duì)主動(dòng)格柵的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)和展望。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.134.4
【圖文】：

用 STAR-CCM+作為主要的整車外流場(chǎng)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理等流文三維 CFD 數(shù)值模擬便基于 STAR-CCM+進(jìn)行。而對(duì)于二維仿理模型的優(yōu)化及軟件良好的靈活、交互型，選用 ANSYSFluent，以期在計(jì)算速度、穩(wěn)定性、計(jì)算精度等方面得到最佳的效果。模擬研究理論基礎(chǔ) CFD 的空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬是如今汽車空氣動(dòng)力學(xué)最主要也是，在流動(dòng)基本方程(質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方面空氣流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真，以此得到車體附近詳細(xì)的流場(chǎng)特征過(guò)數(shù)值模擬得到的漩渦分布、壓力分布等作為車身氣動(dòng)性能優(yōu)化車空氣阻力在行駛過(guò)程中受到的阻力包括來(lái)自地面的滾動(dòng)阻力、來(lái)自空氣的時(shí)克服重力沿坡道的分力(坡度阻力)以及汽車加速行駛時(shí)的加速

圖 3.1 幾何處理后的發(fā)動(dòng)機(jī)艙模型Fig 3.1 Model of engine cabin after geometry processing圖 3.2 幾何處理后的底盤模型Fig 3.2 Chassis model after geometry processing動(dòng)機(jī)艙內(nèi)模型過(guò)于復(fù)雜，且詳細(xì)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理試驗(yàn)數(shù)同行駛工況下發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)關(guān)鍵部件的溫度，進(jìn)行詳細(xì)的三

確可信的前提下，刪除了汽車駕駛艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)，除去了螺釘、細(xì)響不大的細(xì)小部件，對(duì)于車身各種外飾件、底盤中暴露在空氣部保留下來(lái)。經(jīng)過(guò)處理后的發(fā)動(dòng)機(jī)艙細(xì)節(jié)及底盤細(xì)節(jié)如圖 3.1、圖圖 3.1 幾何處理后的發(fā)動(dòng)機(jī)艙模型Fig 3.1 Model of engine cabin after geometry processing

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2749025