汽车空气动力学

摘要： 为了研究并列行驶工况下汽车的横向间距对其气动特性的影响,采用后倾角为35°的Ahmed车体模型,结合定常的Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟研究。首先,针对单个Ahmed模型,以阻力系数为评价指标,通过与风洞实验数据比较,对数值模拟方法进行验证;然后,分析3辆车在并列行驶的情况下,其阻力系数、侧向力系数和升力系数随均匀间距变化的规律;最后,通过汽车车身表面压力和尾部流场的分布分析了气动力发生变化的原因。结果表明:相比单辆车行驶工况,在各间距下,并列行驶的类车体阻力系数均有较大的增加,其中横向间距为0.25W时,第一辆车、第二辆车和第三辆车的阻力系数分别增加22%、35%和22%;第一辆车和第三辆车的阻力系数随不同横向间距的变化趋势类似,而第二辆车的阻力系数始终大于其他2辆车;对于侧向力系数,即使未受到横向侧风的影响,由于气动干扰,第一辆车和第三辆车均受到较大的侧向力作用,而第二辆车由于流场结构的对称性,不管间距如何变化,均不受到侧向力作用。研究结果可为智能交通系统规划中对实际汽车并列行驶的气动特性分析提供工程借鉴和理论参考。

摘要： 汽车空气动力学性能是车辆重要的性能之一,其阻力系数直接影响汽车的动力性能和燃油经济性。通过CFD仿真与实车风洞试验研究了SUV车型轮眉凸出结构对风阻系数的影响,研究表明CFD仿真对阻力系数变化量的预测准确度可以满足工程开发需求。通过车辆表面压力系数分布及车身侧面流场信息,分析了轮眉凸出结构对阻力系数影响的原因,以期为相关车型轮眉结构设计提供参考依据。

摘要： 传统流体力学数值仿真不考虑车身弹性结构与外流场之间的相互作用,致使得到的结果与真实情况不符.以某实车模型为研究对象,对其进行考虑流固耦合效应的CFD仿真,并在气动阻力、气动升力、流场结构等方面与传统流体数值仿真结果对比,结果表明:流固耦合效应对气动升力影响较大,随车速增加两种仿真方法差异率可达到38%,直接关系到车辆稳定性及安全性.利用流固耦合CFD数值仿真探究整车风激振特性,证明了实车振动幅值主要影响因素为风激振频率及作用力大小.进一步通过对车辆弹性结构的刚度优化改善汽车风激振现象,从而提高乘员的舒适度.

摘要： 虚拟仿真实验不同于传统实验,其可视化效果更强,具有开放性、数字化、网络化等特点。因此,有必要建立汽车空气动力学虚拟仿真实验环境,针对性地对学生的实践能力和理论联系实际的能力进行培养。“汽车空气动力学”课程虚拟仿真实验能真正意义上高效利用和探索创新教学资源,极大程度地发挥学生学习的主动性,培养其探索和实践的综合能力。虚拟仿真实验的应用是对传统课题教学的创新,能够使学生将理论和实际相结合,提高学生解决问题的能力。

摘要： 在汽车保有量不断增长以及国家“双碳”目标的大环境下,汽车低碳化发展带来的汽车降阻问题成了汽车研究的重点。阐述了国内外汽车空气动力学研究现状及汽车风阻系数上的差距,梳理了空气动力学套件在外饰上的应用。指出目前国内空气动力学研究大多处于探索阶段,研究方向及研究手段基本参考国外,研究深度不足且无统一的空气动力学理论指导。未来空气动力学研究应侧重造型变革,发展新的降阻技术,建立空气动力学理论。

摘要： 汽车空气动力学性能是车辆重要的性能之一,其中的阻力系数直接影响汽车的动力性能和燃油经济性。通过实车风洞试验,验证了试验精度可以满足开发需求,研究了保险杠、翼子板、轮眉、散热器格栅和轮毂对整车风阻系数的影响。风洞试验结果表明改进后的特装车保险杠使整车风阻系数降低了2.8%,翼子板、轮眉、散热器格栅和轮毂的改进对降低整车风阻系数也有很大作用,优化车辆外部装饰件是降低汽车风阻系数的重要研究方向。

摘要： 利用数值模拟研究方法,研究了多几何攻角尾翼的工作状况。通过稳态模拟分析,得到汽车气动阻力、负升力、压力分布、涡流及车身周围流场变化。结果表明,气流由车顶流至车尾,会产生下洗流。由于下洗流的存在,导致尾翼中部的实际工作攻角要大于设计使用攻角,造成气流分离,产生阻力、减小升力。本文提出了一种全新的设计理念,采用多几何攻角的尾翼来适应汽车尾部的复杂流场。本研究为汽车空气动力学附加套件的设计与应用提供了一种新的认识,并为汽车的尾翼设计提供重要参考。

摘要： 为了精确研究队列中汽车的燃油消耗情况,以一辆轿车尾随一辆半挂车为例,对轿车队列尾随过程进行数值模拟,得到尾随过程中轿车的气动阻力系数.?建立轿车散热器-风扇一维散热模型,得到轿车风扇的功率,利用汽车行驶方程,推导得到基于气动阻力系数及风扇功率的车辆净燃油节省率公式,研究队列中尾随轿车的燃油经济性.?结果表明:发动机舱散热对尾随轿车的燃油消耗有一定影响,且间距越大影响越大;轿车的净燃油节省率随车间距的增大而减小,在间距为0.5至1.0倍轿车车长内时,轿车的净燃油节省率对间距变化最敏感.

摘要： 尾端气流分离和尾流结构对汽车气动阻力的产生有重要影响,气动减阻优化开发需要有效的控制汽车尾端的边界层分离特性和尾涡的产生、发展及其流动规律.本文结合边界层控制方程和边界层分离原理分析了顺流向和横流向压力梯度对边界层分离和纵向涡的形成所起的重要作用,建立了通过两个方向的压力梯度识别气流分离和涡流形成的方法,并给出了通过矢量计算获得压力梯度结果的计算方法和过程,以及通过压力梯度结果识别车身表面气流分离位置的方法,分析了相应的尾涡产生与发展特点.通过正交实验设计对复杂外形的尾流分离外形特征进行了减阻优化,获得了低风阻设计方案.所提出的基于压力梯度识别和正交试验设计相结合的方法,为尾端气流分离和整车气动减阻优化设计提供了有益参考和支持.

摘要： 利用数值模拟研究方法,研究了多几何攻角尾翼的工作状况.通过稳态模拟分析,得到汽车气动阻力、负升力、压力分布、涡流及车身周围流场变化.结果 表明,气流由车顶流至车尾,会产生下洗流.由于下洗流的存在,导致尾翼中部的实际工作攻角要大于设计使用攻角,造成气流分离,产生阻力、减小升力.本文提出了一种全新的设计理念,采用多几何攻角的尾翼来适应汽车尾部的复杂流场.本研究为汽车空气动力学附加套件的设计与应用提供了一种新的认识,并为汽车的尾翼设计提供重要参考.

摘要： 本文研究了国外汽车空气动力学标准模型的发展过程,从空气动力学角度,总结了汽车标准模型在汽车气动性能开发、造型、风洞实验、数值模型验证过程中的所起的重要作用,分析了这些标准模型在当前汽车空气动力学发展水平下存在的优势和不足,以及与符合未来汽车空气动力学发展需求之间存在的差距,展望我国汽车空气动力学标准模型体系的研究和建设.

摘要： 随着计算机和计算技术的发展,CFD数值模拟方法已经被越来越多地应用到汽车设计中.文章针对传统CFD方法在复杂模型仿真计算的不足,提出了以分子动力学方法应用于汽车空气动力学研究,从基本原理和特性上介绍了基于Boltzmann方程的分子动力学方法,和相关CFD软件Aries以及其数值虚拟风洞技术,以某型汽车为算例进行了计算仿真,分析了车辆行驶流场的主要特征,对车身小部件做了局部流动分析,得出了行驶气动特性的相关结论.

摘要： 为了探索智能优化方法在汽车空气动力学领域的工程实用性,本文基于Ahmed模型展开研究.研究选取两种优化方法分别为:多岛遗传算法(MIGA)直接优化;先经过试验设计(DOE),选择径向基神经网络(RBF)搭建近似模型后使用多岛遗传算法优化.本研究基于Isight软件搭建优化平台,RBF+MIGA优化与直接应用MIGA优化相比,可以在得到相同优化结果情况下大规模节约计算成本,提高效率.

摘要： 空气动力学特性是影响汽车动力性、燃油经济性等车辆性能的重要特性.主要依赖于风洞试验的传统的车辆空气动力学性能开发方法难以适应更新换代日益频繁的现代车辆开发要求,空气动力学数值仿真技术日益成为车辆数字设计阶段最重要的开发手段.本文结合某SUV车型开发,应用CFD数值模拟技术研究造型和整车空气动力学特性,通过优化设计降低空气阻力达到27count.

摘要： 本文首先介绍一种全新的通用汽车空气动力学模型—DrivAer模型.然后在STAR-CCM+中进行数值仿真,比较不同网格参数、湍流模型等对于计算精度的影响,以期获得整车空气动力学模拟的最佳推荐参数.通过模拟结果与实验结果的对比,表明STAR-CCM+完全能够满足整车空气动力学的模拟需要.

摘要： 为解决传统CFD方法在车型空气动力学开发过程中前处理效率低、仿真成本高及仿真精度偏低等瓶颈问题,将GPU高性能并行计算与格子玻尔兹曼(LBM)算法相结合,应用ultraFluidX软件中的虚拟风洞仿真技术,对15个方案的气动性能开展分析,并与风洞试验结果进行对比,主要结论为:最大仿真绝对误差小于9count,最小绝对误差仅为lcount;10个影响量趋势分析中,9个方案的影响量趋势一致,趋势不一致方案的影响量仅为1count.该方法前处理效率高、仿真成本低及仿真精度高,可应用于车辆空气动力学性能开发.

摘要： 为解决传统CFD方法在车型空气动力学开发过程中前处理效率低、仿真成本高及仿真精度偏低等瓶颈问题,将GPU高性能并行计算与格子玻尔兹曼(LBM)算法相结合,应用ultraFluidX软件中的虚拟风洞仿真技术,对15个方案的气动性能开展分析,并与风洞试验结果进行对比,主要结论为:最大仿真绝对误差小于9count,最小绝对误差仅为lcount;10个影响量趋势分析中,9个方案的影响量趋势一致,趋势不一致方案的影响量仅为1count.该方法前处理效率高、仿真成本低及仿真精度高,可应用于车辆空气动力学性能开发.

摘要： 为解决传统CFD方法在车型空气动力学开发过程中前处理效率低、仿真成本高及仿真精度偏低等瓶颈问题,将GPU高性能并行计算与格子玻尔兹曼(LBM)算法相结合,应用ultraFluidX软件中的虚拟风洞仿真技术,对15个方案的气动性能开展分析,并与风洞试验结果进行对比,主要结论为:最大仿真绝对误差小于9count,最小绝对误差仅为lcount;10个影响量趋势分析中,9个方案的影响量趋势一致,趋势不一致方案的影响量仅为1count.该方法前处理效率高、仿真成本低及仿真精度高,可应用于车辆空气动力学性能开发.

摘要： 为解决传统CFD方法在车型空气动力学开发过程中前处理效率低、仿真成本高及仿真精度偏低等瓶颈问题,将GPU高性能并行计算与格子玻尔兹曼(LBM)算法相结合,应用ultraFluidX软件中的虚拟风洞仿真技术,对15个方案的气动性能开展分析,并与风洞试验结果进行对比,主要结论为:最大仿真绝对误差小于9count,最小绝对误差仅为lcount;10个影响量趋势分析中,9个方案的影响量趋势一致,趋势不一致方案的影响量仅为1count.该方法前处理效率高、仿真成本低及仿真精度高,可应用于车辆空气动力学性能开发.

摘要： 运用CFD数值仿真模拟技术与风洞试验相结合的手段,对某款新开发的SUV车型进行空气动力学开发,通过优化前保、前风挡、A柱、顶盖、尾翼等来控制车身周围流场及阻力分布来降低造型阻力,并通过开发相应的空气动力学性能套件来降低底盘阻力,再结合进气格栅优化,尤其是配置主动进气格栅来平衡冷却阻力,从而获取最佳的空气动力学特性,最后,在同济风洞试验中风阻系数降低幅值达到75counts.

摘要： 一种制造用于飞行器的可折叠空气动力学结构比如机翼的方法。机翼(1)包括内部区域(1)和能够在飞行构型与地面构型之间相对于内部区域旋转的外部区域(3)。该方法包括：通过确定欧拉旋转轴线(11)的位置和取向以及确定切割面(13)来设计可折叠空气空力学结构的步骤，其中，外部区域绕该欧拉旋转轴线旋转以到达地面构型，切割面垂直于欧拉轴线并分离内部区域和外部区域；以及反复地重复该过程直到获得满足至少一个设计准则的优选切割面(13)为止。

摘要： 本发明涉及一种空气动力学装置(1)，该空气动力学装置(1)适于固定在车辆(2)下方并从车辆(2)向下延伸，靠近车辆前脸(10)。该空气动力学装置包括：一个中央扰流器(20)，该中央扰流器(20)具有前壁和从该前壁的侧端向后延伸的两个侧壁；两个侧向扰流器(40)，每个侧向扰流器具有前壁以及均从该前壁的侧端向后延伸的外侧壁和内侧壁；在该空气动力学装置的可操作位置上，每个侧向扰流器(40)的内侧壁基本面向中央扰流器(20)的相应侧壁并且形成通道(50)，该通道(50)具有大致纵向轴线并具有沿横向方向(Y)的宽度，该宽度从其前端向其后端减小，使得所述通道(50)能够渠道化引导和加速在车辆(2)下方大致纵向地从通道前端向通道后端流动的空气。本发明还涉及装备有这种空气动力学装置的车辆。

摘要： 一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

摘要： 本文公开了空气动力学结构以及形成空气动力学结构的方法。空气动力学结构包括：第一蒙皮区域，包括第一蒙皮边缘；以及第二蒙皮区域，包括第二蒙皮边缘。第一蒙皮区域和第二蒙皮区域相对于彼此成角度，并且限定在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间的间隙。空气动力学结构还包括后缘结构，后缘结构在间隙内并且在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间延伸。空气动力学结构进一步包括多个单面紧固件。多个单面紧固件的第一子组可操作地互连第一蒙皮区域与后缘结构。多个单面紧固件的第二子组可操作地互连第二蒙皮区域与后缘结构。所述方法包括形成空气动力学结构的方法。

摘要： 空气动力学元件(1)包括至少一个第一固定空气动力学部分(2)，至少一个第一固定空气动力学部分包括翼盒部分(3)，翼盒部分至少部分地被具有末端部分(7A)的板(6A)覆盖，并且一个第二空气动力学部分(13)包括具有端部(15A)的外周表面(14)和至少一个设置有肩部的固持元件(8A)，肩部与板(6A)的末端部分(7A)一起形成凹槽，外周表面(14)的端部(15A)容纳在凹槽中，使得外周表面(14)和板(6A)形成具有上升轮廓的接合部。凹槽的存在使得能够得到连续上升的接合部，有利于空气动力学元件(1)的上表面(1C)上的层流气流。

摘要： 本发明涉及一种用于制造空气动力学结构(34)的方法，所述空气动力学结构包括具有空气动力学面(F34)的第一面板(42)以及增强的第二面板(44)，其特征在于，所述制造方法包括：冲压所述第二面板(44)以获得至少一个凹凸形状部(46)的步骤，所述至少一道凹凸形状部凹入在第二面(44.2)上；以及通过将所述第一面板和第二面板(42，44)在所述凹凸形状部(46)之外彼此压靠来使所述第一面板和所述第二面板连结的步骤。本发明还涉及一种使用所述方法获得的空气动力学结构。

摘要： 本发明涉及一种空气动力学装置(1)，该空气动力学装置(1)适于固定在车辆(2)下方并从车辆(2)向下延伸，靠近车辆前脸(10)。该空气动力学装置包括：一个中央扰流器(20)，该中央扰流器(20)具有前壁和从该前壁的侧端向后延伸的两个侧壁；两个侧向扰流器(40)，每个侧向扰流器具有前壁以及均从该前壁的侧端向后延伸的外侧壁和内侧壁；在该空气动力学装置的可操作位置上，每个侧向扰流器(40)的内侧壁基本面向中央扰流器(20)的相应侧壁并且形成通道(50)，该通道(50)具有大致纵向轴线并具有沿横向方向(Y)的宽度，该宽度从其前端向其后端减小，使得所述通道(50)能够渠道化引导和加速在车辆(2)下方大致纵向地从通道前端向通道后端流动的空气。本发明还涉及装备有这种空气动力学装置的车辆。

摘要： 一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

摘要： 一种制造用于飞行器的可折叠空气动力学结构比如机翼的方法。机翼(1)包括内部区域(1)和能够在飞行构型与地面构型之间相对于内部区域旋转的外部区域(3)。该方法包括：通过确定欧拉旋转轴线(11)的位置和取向以及确定切割面(13)来设计可折叠空气空力学结构的步骤，其中，外部区域绕该欧拉旋转轴线旋转以到达地面构型，切割面垂直于欧拉轴线并分离内部区域和外部区域；以及反复地重复该过程直到获得满足至少一个设计准则的优选切割面(13)为止。

摘要： 本发明涉及汽车空气动力学标准模型及其自校准方法，以及空气动力学数据测试方法，所述标准模型设置有位姿、环境传感器，能够对标准模型自身的位姿和测试环境条件进行检测、并作出判断，提示测试人员修正当前标准模型和测试环境所存在得问题，确保汽车空气动力学标准模型能够在满足实验条件的基础上开展后续测试，进而保证测量结果的可靠性，降低不确定度。