賽車在車道上正常行駛時會受到空氣中多種作用力的影響,這些作用力會影響到賽車前進的最大速度、操縱穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟性等,因此在賽車車身設(shè)計和制造時考慮空氣動力學對賽車性能的影響,研究車身外流場分布,具有非常重要的作用和意義。本文研究以長沙汽車工業(yè)學校改裝的CQ-1型賽車為研究對象,首先對賽車行駛過程中所受空氣作用力進行分析,對影響賽車性能的因素和賽車性能的評價方法進行研究,完成賽車造型設(shè)計。然后對完成的賽車車身造型采用CATIAV5R21軟件采用1:1比例進行三維模型建立,把建立完成的三維模型導入ANSYS ICEM CFD17.0軟件中進行流體域的定義和網(wǎng)格劃分,把劃分好的網(wǎng)格導入FLUENT17.0軟件中進行流場的數(shù)值模擬仿真,得到賽車外流場的速度分布圖和壓力分布圖等數(shù)據(jù)。根據(jù)賽車車身外流場分布情況和分析結(jié)果對賽車頭部造型進行局部優(yōu)化,增加賽車頭部圓角過渡使其前部盡可能過渡平順。隨后將修改的賽車模型導入ANSYS ICEM CFD軟件中劃分網(wǎng)格,導入FLUENT軟件中通過相同的邊界條件設(shè)置得到優(yōu)化模型的流場分布情況,得出優(yōu)化后的模型頭部的靜壓值更小,流線圖貼合車身程度更高,阻力系數(shù)從0.340降至0.315。這說明優(yōu)化后的模型具有更好的流線分布和更低的阻力系數(shù),符合對賽車空氣動力學的要求。研究結(jié)果表明,優(yōu)化后的賽車模型具有較好的低氣阻特性。再對原賽車模型和優(yōu)化后的賽車模型進行主觀評價和加速性能試驗,結(jié)果表明優(yōu)化后的賽車模型轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性和駕駛穩(wěn)定性都較好,加速時間更短,這有利于增加駕駛員的駕駛信心從而發(fā)揮出賽車的性能提高比賽成績。阻力系數(shù)的降低不僅可以提高賽車正常行駛的車速,還可以提高賽車的燃油經(jīng)濟性和動力特性,對賽車車身設(shè)計具有非常積極的作用和意義。
【學位單位】：湖南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U469.696
【部分圖文】：

１．１引言??目前中國大學生方程式汽車大賽正如火如荼的舉行，由此也興起了一股大??學生設(shè)計、改造小型賽車的熱潮［１］。如圖１－１所示，為哈爾濱工業(yè)大學設(shè)計的賽??車模型。賽車的設(shè)計與開發(fā)涵蓋了汽車設(shè)計、驗證、生產(chǎn)的多個過程。在賽車??的研發(fā)過程中可以顯著提高學生的專業(yè)知識和動手能力。車身的設(shè)計又是汽車??研發(fā)水平的一個標準，其造型不僅會影響人們對汽車的第一印象，還會直接影??響到汽車的經(jīng)濟性和動力特性。近年來，越來越多的研發(fā)團隊在美學原理和功??能要求之間花費大量的精力以提高汽車的綜合性能。這些研究結(jié)果對提高賽車??的行駛穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性和經(jīng)濟性起到了巨大的推動作用，從而提高了賽車??的綜合競爭力??圖１－１哈爾濱工業(yè)大學設(shè)計的賽車模型??隨著比賽的進行，各參賽組對賽車車身設(shè)計及流場分析的了解也越來越深。??為了在比賽中獲得好的名次，越來越多的參賽團隊注意到車身空氣動力學對賽??車性能的影響。常規(guī)的賽車空氣動力學特性研究以風洞試驗為主，這是由于風??洞試驗可以準確獲得賽車風阻、升力等參數(shù)，但其缺點同樣顯著成本高、周期??長、試驗繁瑣為研究人員帶來諸多麻煩。對身處大學的參賽團隊而言

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圖１－４所示，即為Ｃｈａｐａｒｒａｌ??２Ｊ賽車圖
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本文編號：2843045