基于不同湍流模型的汽车外流场数值模拟

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随着人们生活水平的提高及工业技术的发展,汽车逐渐成为人们出行生活中的一部分,而气动特性变化对汽车的经济性,稳定性和安全性具有重要的影响,因此研究汽车的气动力变化具有重要的意义。目前许多学者专家都对单车进行了模拟仿真的研究;但在汽车模拟中湍流模型的选择没有统一的标准。大多数人根据经验选择,因此造成不同湍流模型计算结果的结果不同。本文首先以Ahmed模型为研究对象,采用专业网格划分软件—(?)GridPro对其网格划分,并选择四种湍流模型对其进行模拟,之后与实验值进行对比分析,选择出合适的汽车外流场湍流模型:然后对某简化的面包车仿真,通过分析面包车的流场特点,提出在尾部安装导流板以减小汽车的气动阻力。同时根据汽车在路上行驶的实际情况超车,会车等经常发生;采用三种湍流模型对会车进行仿真比较;分析了汽车在不同时刻气动力的变化情况。通过计算分析得到以下结论:1在Ahmed模型仿真中,选择了7种不同的Ahmed模型与4种湍流模型进行仿真并与实验值比较,然后以倾角25°的Ahmed模型进行尾部涡旋对比分析,得到SST模型适合外流场的模拟仿真,平均误差在7%以内;2通过面包车模拟仿真分析,提出在尾部安装导流板;得到在车身尾部上侧安装导流板能够减小气动阻力,但尺寸不同减阻效果不同,本文中安装短板阻力减小8.3%;上侧安装长板阻力减小14.2%;下侧安装长板阻力减小4.6%;3在会车模拟中选择三种湍流模型:标准k-ε模型,SST模型和RNG模型,通过计算对比得出:SST模型对会车仿真有较好的适用性。当x/L=-1时汽车两侧之间会出现负压,通过侧向力系数对比分析,此时侧向力系数比会车前增加10%,对汽车的安全行驶有一定的影响。
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