針對轎車行駛時轎車底部和地面存在的復(fù)雜流場干擾情況,數(shù)值模擬了不同地面邊界條件、不同離地高度下轎車的地面效應(yīng)。采用非定常Navier-Stokes方程作為控制方程,利用基于虛擬網(wǎng)格的非重合滑移網(wǎng)格來模擬地面和轎車之間的相對運(yùn)動。模擬結(jié)果表明:固定地面由于地面附面層厚度的影響,導(dǎo)致轎車升力及阻力系數(shù)計算偏差較大;移動地面邊界條件下隨著離地高度的增大,轎車阻力系數(shù)減小,升力系數(shù)非單調(diào)變化。文中研究結(jié)果可為高速轎車安全性設(shè)計提供一定的理論參考。 

【文章來源】：汽車科技. 2020,(06)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

轎車地面效應(yīng)計算模型

文中移動地面區(qū)域與轎車靜止區(qū)域滑移面采用基于虛擬網(wǎng)格的非重合滑移網(wǎng)格技術(shù)，這使得局部網(wǎng)格區(qū)域塊生成高質(zhì)量的網(wǎng)格成為可能，移動區(qū)域和靜止區(qū)域的網(wǎng)格可以分開生成，甚至各個區(qū)域的網(wǎng)格可以分別進(jìn)行優(yōu)化，這樣可以保證轎車及地面附近的網(wǎng)格質(zhì)量，并可以對轎車地面附近的粘性附面層進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬，保證轎車地面效應(yīng)模擬的精度。非重合滑移網(wǎng)格中的虛擬網(wǎng)格系統(tǒng)如圖2所示：圖2中每一個當(dāng)前網(wǎng)格單元的邊界上都有兩層向外連接的虛擬網(wǎng)格單元，虛擬網(wǎng)格單元與當(dāng)前網(wǎng)格單元完全重合連接，通過虛擬網(wǎng)格單元可以獲得當(dāng)前網(wǎng)格單元外部的流場信息，完成滑移面兩個區(qū)域流場信息的傳遞。通過尋找確定與虛擬網(wǎng)格近似重合的相鄰網(wǎng)格單元，計算虛擬單元與相鄰網(wǎng)格單元重疊的體積后，采用體積加權(quán)插值方法可以實現(xiàn)虛擬網(wǎng)格單元的賦值，虛擬網(wǎng)格單元的守恒質(zhì)量、動量及能量賦值如下式所示：

采用某轎車1:5簡化模型作為算例，計算狀態(tài)：來流速度U∞=5 5.6 m/s，來流密度ρ=1.2 2 5 k g/m 3，參考面積為S轎車縱向投影面積。由于轎車為對稱外形，為了減少計算工作量，采用半模進(jìn)行計算，整體網(wǎng)格單元數(shù)為49萬，采用分塊網(wǎng)格技術(shù)，分塊網(wǎng)格均采用H-H拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得在滑移邊界附近網(wǎng)格塊具有相近的幾何網(wǎng)格單元，從而保證了滑移面良好的數(shù)值傳遞精度。轎車地面效應(yīng)整體計算域網(wǎng)格、地面附面層網(wǎng)格示意圖如圖4所示，圖5為轎車表面網(wǎng)格圖。圖5 轎車表面計算網(wǎng)格示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3048794