房车造型设计及外流场特性分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sun3kai
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近些年来我国旅游业发展迅速,人们的生活品质有了很大的提升,我国居民对旅游休闲的需求大大增加。各种旅游方式不断出现和丰富,具有灵活、舒适和自由等特点的房车外出旅游逐渐盛行。但是目前我国房车产业刚刚发展,房车自主设计和研发仍然处于初级阶段,房车各方面的研究内容较少。本文主要研究内容包括房车造型设计和外流场特性分析两部分,根据感性工学方法研究房车造型设计,并通过分析房车外流场特性验证造型设计的合理性。本文以房车的感性意象为出发点,分析了房车造型与主观意象评价之间的联系。搜集筛选房车造型意象词汇和房车样本,并通过语义差分法制作调查问卷。对得到的问卷调查数据进行因子分析,将造型意象词汇简化为9个主成分,根据因子负荷量确定9个最大影响因子,再通过聚类分析将房车造型意象词汇划分群组形成树状分布,获得了6个群组并确定每个群组的核心意象词汇。结合因子分析和聚类分析的结果,得到房车造型意象评价词汇,作为房车造型主观性设计的前提。根据国家相关标准,结合人机工程学知识,进行内部结构布局设计和房车的总布置设计。根据房车造型意象词汇和相关参数,设计概念草图并制作效果图,然后运用三维建模软件CATIA建立房车几何模型。研究了房车气动六分力,推导出相应的力和力矩系数,并分析了房车外流场特性,以及空气动力特性对房车动力性、燃油经济性和操纵稳定性的影响。随后从离散方法、离散格式、网格划分、求解方法分析、湍流模型确定等方面分析外流场数值模拟研究方法,作为FLUENT软件外流场仿真的参数设定依据。在完成几何模型简化、计算域等前处理工作后,求解计算得到气动阻力系数和升力系数值,并通过后处理得到房车的速度矢量分布图和压力分布图,分析房车外流场特性。针对正压最大的四个区域进行局部优化,车头前部考虑设置进气口从而有效减小正压,睡仓下沿和车头与车厢侧面连接处采用较大的圆弧进行过渡,车头挡风玻璃处正压通过对比分析5种不同风窗角的最大正压,得出风窗角40°为优选结果。本文将感性工学的研究方法应用于房车造型设计研究,通过数据统计分析建立了感性意象评价词汇与房车造型设计之间的联系,在房车造型设计研究方面有较好的实际意义。
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