大學生一級方程式賽車的飛速發(fā)展對其速度、燃油經(jīng)濟性和操縱穩(wěn)定性等方面提出了更加嚴苛的要求,賽車的空氣動力學特性作為核心影響因素越來越得到重視。具有良好氣動特性的賽車不僅能降低氣流阻力的影響,而且能獲得良好的燃油經(jīng)濟性和操縱穩(wěn)定性,因此車身的造型設(shè)計成為賽車整個設(shè)計開發(fā)過程中非常重要的環(huán)節(jié)。同時由于賽車車身造型設(shè)計是各種相關(guān)理論和研發(fā)經(jīng)驗的綜合集成的復雜過程,需要一套高質(zhì)量、高效率的賽車車身設(shè)計流程與方法,保證其設(shè)計質(zhì)量。本文即在充分研究了賽車的發(fā)展歷程以及相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上,對賽車車身造型設(shè)計流程與優(yōu)化方法進行了深入的研究。首先本文以空氣動力學性能良好的理想形體為理論基礎(chǔ),根據(jù)賽車整車結(jié)構(gòu)進行車身設(shè)計,并以阻力系數(shù)和升力系數(shù)為目標,對車身造型進行了多目標優(yōu)化,最終通過風洞實驗驗證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。本文的主要研究工作有:1)根據(jù)現(xiàn)有的理論知識搭建了理想形體數(shù)字化模型,并對理想形體進行了 CFD仿真分析;2)在理想形體的基礎(chǔ)上,運用CATIA設(shè)計軟件對賽車車身進行了三維數(shù)字化設(shè)計,并對原始的車身模型進行了 CFD仿真分析,獲得了性能良好的初始造型;3)為能進一步對車身模型進行變形優(yōu)化,采...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題的研究意義與現(xiàn)狀
        1.2.1 研究背景與意義
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 賽車氣動造型的發(fā)展歷程
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 車身流場特性及空氣動力學理論基礎(chǔ)
    2.1 空氣動力學的研究內(nèi)容
    2.2 氣動力和氣動力矩
    2.3 賽車的阻力特性
        2.3.1 形狀阻力、渦流阻力和壓差阻力
        2.3.2 摩擦阻力
        2.3.3 誘導阻力
    2.4 賽車的繞流與尾流特性
        2.4.1 賽車的外部繞流特性
        2.4.2 賽車的尾流特性
    2.5 外流場數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
        2.5.1 基本控制方程
        2.5.2 數(shù)值計算方法
        2.5.3 數(shù)值計算的基本思想及求解方法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于理想形體的賽車車身設(shè)計
    3.1 氣動造型設(shè)計方法
    3.2 理想形體的構(gòu)建
    3.3 理想形體的CFD仿真
        3.3.1 CFD仿真分析基本流程
        3.3.2 理想形體的CFD仿真分析
    3.4 基于理想形體和車架的車身建模
        3.4.1 賽車車架建模
        3.4.2 車身模型的建立
    3.5 車身CFD仿真
        3.5.1 網(wǎng)格劃分
        3.5.2 設(shè)置邊界條件
        3.5.3 計算機求解
        3.5.4 車身仿真結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 實驗設(shè)計方法及應用
    4.1 實驗設(shè)計簡介
        4.1.1 isight、sculptor、fluent軟件介紹
        4.1.2 實驗設(shè)計的概念及目的
        4.1.3 實驗設(shè)計的基本步驟
        4.1.4 最優(yōu)拉丁超立方算法
    4.2 設(shè)計變量的確定
    4.3 驗設(shè)計計算
    4.4 實驗結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于Approximation模型的賽車氣動特性優(yōu)化
    5.1 Approximation模型的構(gòu)建
        5.1.1 Approximation模型簡介
        5.1.2 模型的構(gòu)建方法
        5.1.3 構(gòu)建Approximation模型
    5.2 基于Approximation模型的多目標優(yōu)化
        5.2.1 多目標優(yōu)化方法簡介
        5.2.2 優(yōu)化模型的構(gòu)建及優(yōu)化過程
    5.3 優(yōu)化結(jié)果分析
        5.3.1 優(yōu)化前后模型對比分析
        5.3.2 優(yōu)化結(jié)果仿真驗證分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 賽車車身風洞實驗
    6.1 賽車車身模型制作
    6.2 模型的實驗前處理
    6.3 風洞實驗
        6.3.1 揚州大學風洞實驗室簡介
        6.3.2 模型在風洞中的安裝
        6.3.3 試驗方案及數(shù)據(jù)采集
    6.4 實驗數(shù)據(jù)分析
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參與的科研項目



本文編號：4034621