基于空气动力学的车身造型设计

汽车的空气动力学设计

武汉理工大学

硕士学位论文

基于空气动力学的车身造型设计

姓名：孔斌

申请学位级别：硕士

专业：车辆工程

指导教师：钟绍华

20080501

汽车的空气动力学设计

武汉理工大学硕士学位论文

摘要

随着高速公路的发展，燃油价格的上涨以及越发严格法规的颁布，对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和舒适性提出了越来越高的要求，这使得汽车空气动力学的研究成为汽车行业的重点研究方向之一。采用计算流体力学方法对其性能进行预测，相比风洞试验可以节约资金，缩短新车型开发周期。

面对这种形势，本文针对车身设计提出了一种通过空气动力学性能分析来确定造型的工业设计方法，并对汽车三维外流场进行了数值模拟。

本文首先阐述了轿车外流场数值模拟的整个过程，包括几何、物理模型的建立、湍流模型的选取、边界条件的添加等。所分析的模型选择某豪华轿车ｌ：２实车模型，对实车模型作了如下简化：忽略车身外部突起物如后视镜、刮雨器等部分；没有考虑车轮影响；对车身底部做了简化，没有模拟车底真实的几何形状。为了节省计算耗费，只取实车模型沿纵向对称面的一半。

利用ＦＬＵＥＮＴ进行模型分析，得出车身表面压力分布图、压力场的流态显示，并计算了相应的阻力系数，从而较好地模拟了轿车的外流场，确定了车身空气动力学特性，并对模型在不同的边界条件下和不同的湍流模型下进行了比较和分析，为数值模拟的实用化做了一些有益的尝试。

本文还详细论述了基于空气动力学的车身造型设计方法，以及其两条技术路线，积极探索空气动力学在车身造型中的具体应用，为车身设计提供了新的思路。

最后得出结论，汽车空气动力特性的数值模拟可以辅助汽车设计师，在设计初步完成之后，对其进行流场的数值模拟，对设计提出改进意见，争取达到美学与空气动力性完美结合的程度。关键词：空气动力学，车身设计流程，车身造型设计，数值模拟

汽车的空气动力学设计

武汉理工大学硕士学位论文

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｗｉｔｈ

ｅｖｅｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｗａｙ，ｒｉｓｅｏｆｆｕｅｌｏｉｌｐｒｉｃｅｏｎａｓｗｅｌｌａＳｐｒｏｍｕｌｇａｔｉｏｎｏｆｍｏｒｅｓｔｒｉｃｔｌａｗｓａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｆｕｅｌ

ｏｎｅｃｏｎｏｍｙ，ｄｒｉｖｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｍｆｏｒｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ

ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｈａｓｂｅｃｏｍｅａｌｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ

ｔｏｉｎｄｕｓｔｒｙ．ＵｓｉｎｇｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄ

ｆｏｒｅｃａｓｔｔｏｉｔ’ＳＤｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｍｅｔｈｏｄｓｃａｒｒｙｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｃａｎｓａｖｅｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｏｆｍｏｎｅｙａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｙｃｌｅｏｆｎｅｗｖｅｈｉｃｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｃｏｍｐａｒｅｓｔｏｔｈｅｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔ．

Ｉｎｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａｃａｒ－ｂｏｄｙｍｏｄｅｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄ

ａｎａｌｙｓｉｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｔｈｅｓｉｓｅｌａｂｏｒａｔｅｄｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｏｎａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｓ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌ，ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｓｃａｌｅｏｆ

ａｓｍｏｄｅｌｉｓ１：２．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ：ｎｅｇｌｅｃｔｉｎｇｅｘｔｅｒｎａｌｈｅａｖｅｓｓｕｃｈｔｈｅｒｅａｒｖｉｅｗ

ｍｉｒｒｏｒａｎｄｗｉｐｅｒ；ｎｏｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓ；ｓｉｍｐｌｉｆｙｉｎｇｔｈｅｕｎｄｅｒｂｏｄｙ，ｎｏｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｒｅａｌｕｎｄｅｒｂｏｄｙｇｅｏｍｅｔｒｙｓｈａｐｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓａｖｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｘｐｅｎｓｅ，ｈａｌｆｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｃｈｏｓｅｎａｌｏｎｇｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｙｍｍｅｔｒｙｐｌａｎｅ．

ＵｓｉｎｇｔｈｅＦＬＵＥＮＴａｎａｌｙｚｅｄ

ｆｌｏｗｔｈｅｍｏｄｅｌ．ｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｃａｒ－ｂｏｄｙｓｕｒｆａｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｔｈｅｄｒａｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｗｅｒｅｃａ …… 此处隐藏：9411字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……