發(fā)布時(shí)間：2023-09-14 00:40

　　隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保的重視,近幾年來(lái)汽車空氣動(dòng)力學(xué)在我國(guó)越來(lái)越被重視。對(duì)于整車減阻,由于車輪在整車阻力占比超過(guò)30%,急需仿真和實(shí)驗(yàn)的跟進(jìn)研究。實(shí)現(xiàn)車輪氣動(dòng)力的準(zhǔn)確測(cè)量和流動(dòng)結(jié)構(gòu)的精確捕捉是車輪氣動(dòng)特性研究的關(guān)鍵。本文在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,自主設(shè)計(jì)測(cè)試臺(tái)架進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,包括車輪氣動(dòng)力測(cè)量和PIV流場(chǎng)測(cè)量。仿真采用STAR-CCM+軟件重疊網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)車輪的真實(shí)貼地旋轉(zhuǎn),研究車輪自由來(lái)流固定工況和旋轉(zhuǎn)工況流動(dòng)機(jī)理。本文首先通過(guò)長(zhǎng)圓柱的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性,緊接著研究短圓柱的流動(dòng)特性。長(zhǎng)圓柱的貼地繞流屬于二維流動(dòng),短圓柱屬于三維流動(dòng),通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)固定工況下雖然短圓柱頂部繞流分離延遲且回流渦更加穩(wěn)定但由于其側(cè)邊氣流形成馬蹄渦和輪肩渦,大量的能量損耗導(dǎo)致阻力比長(zhǎng)圓柱大的多;二者旋轉(zhuǎn)后由于繞頂氣流的提前分離帶來(lái)了不同的影響,長(zhǎng)圓柱的阻力會(huì)增加而短圓柱的阻力會(huì)下降。繼續(xù)研究不同倒角的三種車輪縮比模型的流動(dòng)結(jié)構(gòu),并對(duì)比研究三者固定工況和旋轉(zhuǎn)工況流動(dòng)機(jī)理的不同。由于倒角的存在會(huì)對(duì)車輪產(chǎn)生不一樣的渦流結(jié)構(gòu),旋轉(zhuǎn)的主要是對(duì)輪肩渦和馬蹄渦產(chǎn)生影響進(jìn)而決定不同的氣動(dòng)特性,同時(shí)發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)有穩(wěn)定氣流減輕湍流發(fā)生的作用進(jìn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)關(guān)于車輪氣動(dòng)特性研究歷史及現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)外關(guān)于車輪氣動(dòng)特性研究歷史及現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 車輪旋轉(zhuǎn)理論基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)介紹
    2.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
        2.1.1 湍流控制方程
        2.1.2 數(shù)值模擬方法
    2.2 用于模擬的重疊網(wǎng)格技術(shù)
        2.2.1 重疊網(wǎng)格技術(shù)介紹
        2.2.2 重疊網(wǎng)格原理
        2.2.3 實(shí)現(xiàn)車輪貼地旋轉(zhuǎn)的重疊網(wǎng)格設(shè)置
    2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒榻B
        2.3.1 研究所選車輪
        2.3.2 吉林大學(xué)比例模型風(fēng)洞
        2.3.3 二維圓柱和輪胎縮比簡(jiǎn)化模型
    2.4 試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)
        2.4.1 試驗(yàn)臺(tái)架總體布置
        2.4.2 試驗(yàn)臺(tái)架關(guān)鍵設(shè)計(jì)
    2.5 風(fēng)洞PIV實(shí)驗(yàn)介紹
        2.5.1 PIV概述
        2.5.2 PIV技術(shù)原理
        2.5.3 PIV測(cè)量平面介紹及坐標(biāo)介紹
    2.6 本章小節(jié)
第3章 車輪局部流場(chǎng)仿真方法
    3.1 數(shù)值仿真方案的設(shè)定
        3.1.1 網(wǎng)格加密策略
        3.1.2 計(jì)算域及邊界條件設(shè)置
    3.2 二維長(zhǎng)圓柱仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.2.1 長(zhǎng)圓柱表面壓力實(shí)驗(yàn)與穩(wěn)態(tài)RANS仿真方法驗(yàn)證
        3.2.2 PIV實(shí)驗(yàn)與RANS仿真方法驗(yàn)證
    3.3 長(zhǎng)圓柱的二維流動(dòng)和短圓柱的三維流動(dòng)流場(chǎng)分析
        3.3.1 長(zhǎng)圓柱和短圓柱固定流場(chǎng)對(duì)比分析
        3.3.2 長(zhǎng)圓柱和短圓柱旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)對(duì)比分析
    3.4 比例模型的旋轉(zhuǎn)仿真切速度對(duì)應(yīng)和角速度對(duì)應(yīng)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 車輪縮比簡(jiǎn)化模型的流場(chǎng)分析
    4.1 直角車輪模型流場(chǎng)分析
        4.1.1 直角車輪模型垂直于X軸截面流場(chǎng)
        4.1.2 直角車輪模型垂直于Y軸截面流場(chǎng)
        4.1.3 直角車輪模型垂直于Z軸截面流場(chǎng)
        4.1.4 直角車輪固定與旋轉(zhuǎn)流動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)比
    4.2 切角車輪模型流場(chǎng)分析
        4.2.1 切角車輪模型垂直于X軸截面流場(chǎng)
        4.2.2 切角車輪模型垂直于Y軸截面流場(chǎng)
        4.2.3 切角車輪模型垂直于Z軸截面流場(chǎng)
        4.2.4 切角車輪固定與旋轉(zhuǎn)流動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)比
    4.3 圓角車輪模型流場(chǎng)分析
        4.3.1 圓角車輪模型垂直于X軸截面流場(chǎng)
        4.3.2 圓角車輪模型垂直于Y軸截面流場(chǎng)
        4.3.3 圓角車輪模型垂直于Z軸截面流場(chǎng)
        4.3.4 圓角輪胎固定與旋轉(zhuǎn)流動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)比
    4.4 縮比模型對(duì)比分析總結(jié)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 賽車車輪的氣動(dòng)特性研究
    5.1 賽車車輪氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究
        5.1.1 仿真確定比例模型風(fēng)洞大阻塞比的影響
        5.1.2 賽車車輪氣動(dòng)力測(cè)量實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介
        5.1.3 賽車車輪氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.2 賽車車輪氣動(dòng)特性仿真研究
        5.2.1 賽車車輪固定工況流場(chǎng)分析
        5.2.2 賽車車輪旋轉(zhuǎn)工況流場(chǎng)分析
        5.2.3 賽車車輪固定與旋轉(zhuǎn)工況氣動(dòng)特性對(duì)比分析
    5.3 不同輪輞狀態(tài)氣動(dòng)特性分析
        5.3.1 固定工況對(duì)比分析
        5.3.2 旋轉(zhuǎn)工況對(duì)比分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝



本文編號(hào)：3846213