随着汽车工业发展和行驶速度的不断提高,汽车空气动力学受到了越来越多的关注,而汽车风洞正是评价和衡量车辆空气动力学特性不可或缺的试验设施。汽车风洞可以通过模拟行驶过程和环境变化,得到车辆的气动特性、声学特性、各部件的散热情况和气候环境适应性等。汽车风洞由航空风洞演变而来,但与之不同的是,汽车风洞试验段为半开放式设计,该设计导致汽车风洞在特定风速下会在低频区域出现压力脉动的现象,使得整个空间处于一种剧烈的振动状态,严重影响测量精度和设备安全。因此,研究低频压力脉动的形成机理和影响因素,并针对业已建成的风洞提出控制方法和补救措施,具有非常重要的意义。本文利用计算流体力学仿真的方法,对汽车风洞的低频压力脉动特性和控制方法进行了研究,主要研究内容如下:首先对某汽车风洞进行空流场全风速试验,确定低频压力脉动发生的速度及强度,将全尺寸模型仿真结果与试验对比。研究结果表明:低频压力脉动现象在特定风速下最为剧烈,在其临近的速度区间内略有缓和,远离该速度区间后不受影响,而同一个风洞可能存在多个速度区间;低频压力脉动是声反馈效应和管道回路共振共同作用的结果,其中声反馈机制由喷口处的射流涡脱和收集口处的压力波反馈所组成,回路共振受管道的声学模态特性影响较大。其次分析了全尺寸模型试验段的流场特性及声反馈机理,据此建立简化模型,并进行对比验证。其结果表明,压力脉动现象发生时,流场的特征值呈周期性变化趋势,且动态范围较大,流场品质较差;喷口处诱发的漩涡在行进过程中,其尺寸随着轴向距离的增加而变大,其强度在试验段中后段达到最大值后下降,其增长速率与相邻周期的漩涡强度有关,在漩涡结构撞击收集口之前,喷口处将诱发出新的涡脱;简化模型与全尺寸模型的脉动特征较为类似,且强化了脉动现象,周期与周期之间的流场特性相似度更高,更利于进行控制方法的研究。然后以喷口射流机制为研究对象,提出扰流和随流两种控制脉动的方法,并深入探究每类装置的成效机理和影响因素。研究表明二者的效果均具有突变性,生效时均改变了压力脉动的频率。扰流装置破坏了自由射流时涡环的完整结构,并发展成互补的双涡环结构,其对尺寸因素的敏感度较高;随流装置补充了喷口处自由射流的速度损失,在试验段中部发展成主从结构的双涡环。其缓振效果受随流速度的影响较大,在随流速度高于喷口速度的适当区间内生效,过低无法改变原有的射流结构,过高使得风扇动量大幅下降,流场失稳,也可能诱发另一阶次的脉动。最后以收集口反馈机制为研究对象,从喉部间隙和外部轮廓两方面对脉动现象加以抑制。其结果表明,随着收集口喉部间隙的增加,收集口内部的压力堆积现象得到缓解,压力脉动现象逐渐降低,降值函数由线性阶段、稳定阶段、突变阶段等部分组成;改变收集口的外部轮廓,可以影响漩涡在收集口处的冲击形态和收集口处的流场结构,通过控制来流的冲击面积和冲击时间,以及制造常驻漩涡结构,达到改变压力脉动现象强弱的目的。并针对每种造型的流场特点分别进行了深入分析,提出了改型建议。