本文關(guān)鍵詞：典型轎車瞬態(tài)氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：在當(dāng)今世界能源緊張、環(huán)境污染等嚴(yán)重問題下,汽車行業(yè)也承受著嚴(yán)峻的考驗(yàn),雖然新能源汽車方向在逐漸發(fā)展,但是節(jié)能減排的要求依然是汽車行業(yè)當(dāng)下以及未來不得不面臨的亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。而對(duì)汽車進(jìn)行有效地氣動(dòng)減阻是解決汽車節(jié)能減排的主要方式之一,這就需要對(duì)汽車流場(chǎng)有一個(gè)深入地認(rèn)知,只有了解汽車尾流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理才能更高效地改善汽車空氣動(dòng)力性能。因此,本文選取了國際標(biāo)準(zhǔn)模型MIRA的四款車型:階背式、快背式、方背式以及皮卡,并在汽車風(fēng)洞中進(jìn)行了瞬態(tài)流場(chǎng)PIV實(shí)驗(yàn),在風(fēng)速為27.78m/s下獲取了四款車型的尾部流場(chǎng)信息,包括縱向方向分布的5個(gè)不同位置截面、橫向方向分布的2個(gè)不同位置截面和垂直方向分布的4個(gè)不同位置截面。并利用Tecplot軟件對(duì)每個(gè)位置的1200張PIV圖像進(jìn)行處理,分別得到瞬態(tài)流場(chǎng)渦量圖、時(shí)均流場(chǎng)渦量圖、速度流線圖、速度矢量圖等,通過時(shí)均流場(chǎng)和瞬態(tài)流場(chǎng)的對(duì)比分析揭示了典型轎車瞬態(tài)尾流場(chǎng)的形成機(jī)理,并總結(jié)出各車型的尾流場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。本文主要得到以下結(jié)論:(1)在階背式模型尾流場(chǎng)中,A柱渦沿車頂兩側(cè)逐漸向尾部中間靠攏延伸,最后在下洗氣流的作用下融入到尾流中;模型尾部有一大一小兩個(gè)渦,即E渦和F渦。E渦的形狀猶如“L”型,而非馬蹄形;而F渦則是一排交替的小渦結(jié)構(gòu)組成,其特征表現(xiàn)為橫向上帶有肋結(jié)構(gòu)的卷渦,并成波浪形。(2)在快背式模型尾流場(chǎng)中,存在三個(gè)典型的縱向渦:位于尾部中間的是由汽車前端A柱產(chǎn)生的A柱渦,其沿車背中間逐漸向后延伸,并發(fā)展了一對(duì)對(duì)旋的縱向渦;其次是沿車背C柱形成的C柱渦,是一個(gè)典型的拖拽渦;位于尾部外側(cè)的是由車底部上翹角而形成的D渦。流經(jīng)車頂部的氣流完全附著在車背上流動(dòng),并在車背中間產(chǎn)生了如波浪一般渦結(jié)構(gòu),同時(shí)不斷分離出許多子渦。(3)在方背式模型尾流場(chǎng)中,最大的特征就是產(chǎn)生了一個(gè)“n”型回流渦,其特征是在垂直方向該渦由外側(cè)向內(nèi)對(duì)旋,在縱向方向該渦是由內(nèi)側(cè)向外對(duì)旋,并且該回流渦主要發(fā)生在車背后,同時(shí)與車背之間有一段真空區(qū)。(4)在皮卡模型尾流場(chǎng)中,尾流渦分布與階背式十分相似,如尾部同樣出現(xiàn)了C柱渦、D渦、E渦、F渦等,這是由于流經(jīng)皮卡車頂部的氣流與階背式一樣,在車背處發(fā)生完全脫離,并沒有附著在車背上,并不斷向后延伸。(5)通過瞬態(tài)流場(chǎng)分析揭示了C柱渦和D渦之間的相互作用:C柱渦和D渦相互反向旋轉(zhuǎn),在相互作用下,各自產(chǎn)生了很多分離渦,即子渦;而C柱渦渦量值非常高,渦徑也非常大,所以C柱渦起著主導(dǎo)作用,D渦產(chǎn)生的子渦和C柱渦的子渦便都圍繞在C柱渦周圍。本文對(duì)MIRA模型組的尾部流動(dòng)分離、渦街生成和脫落以及隨時(shí)間推移尾流渦非定常的發(fā)展過程的深入研究將為汽車減阻、造型優(yōu)化等提供有力的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：MIRA模型 瞬態(tài)流場(chǎng) PIV
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U461.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國外研究歷史與現(xiàn)狀11-17
• 1.3 國內(nèi)研究歷史與現(xiàn)狀17-20
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 第2章 汽車流場(chǎng)基礎(chǔ)研究22-34
• 2.1 流體的粘性22-23
• 2.2 粘性的影響23-31
• 2.2.1 邊界層23-24
• 2.2.2 層流與湍流24-25
• 2.2.3 流場(chǎng)25-26
• 2.2.4 汽車前端流場(chǎng)26-27
• 2.2.5 汽車尾流場(chǎng)27-31
• 2.3 汽車空氣動(dòng)力學(xué)流態(tài)顯示試驗(yàn)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第3章 典型轎車尾流區(qū)PIV實(shí)驗(yàn)34-44
• 3.1 選取試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>34-36
• 3.2 PIV試驗(yàn)技術(shù)36-39
• 3.2.1 PIV概述36-37
• 3.2.2 PIV技術(shù)原理37-38
• 3.2.3 PIV系統(tǒng)組成38-39
• 3.3 PIV試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 典型轎車瞬態(tài)尾流場(chǎng)分析研究44-90
• 4.1 MIRA階背式模型尾流場(chǎng)分析44-58
• 4.1.1 縱向方向流場(chǎng)44-49
• 4.1.2 橫向方向流場(chǎng)49-53
• 4.1.3 垂直方向流場(chǎng)53-57
• 4.1.4 MIRA階背式尾流場(chǎng)總結(jié)57-58
• 4.2 MIRA快背式模型尾流場(chǎng)分析58-70
• 4.2.1 縱向方向流場(chǎng)58-62
• 4.2.2 橫向方向流場(chǎng)62-65
• 4.2.3 垂直方向流場(chǎng)65-69
• 4.2.4 MIRA快背式尾流場(chǎng)總結(jié)69-70
• 4.3 MIRA方背式模型尾流場(chǎng)分析70-79
• 4.3.1 縱向方向流場(chǎng)70-72
• 4.3.2 橫向方向流場(chǎng)72-74
• 4.3.3 垂直方向流場(chǎng)74-78
• 4.3.4 MIRA方背式尾流場(chǎng)總結(jié)78-79
• 4.4 MIRA皮卡模型尾流場(chǎng)分析79-89
• 4.4.1 縱向方向流場(chǎng)79-83
• 4.4.2 橫向方向流場(chǎng)83-85
• 4.4.3 垂直方向流場(chǎng)85-88
• 4.4.4 MIRA皮卡式尾流場(chǎng)總結(jié)88-89
• 4.5 本章小結(jié)89-90
• 第5章 全文總結(jié)與展望90-94
• 5.1 本文總結(jié)90-92
• 5.2 展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-100
• 作者簡介100-102
• 致謝102

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：573539