汽车空气动力学性能影响了汽车的动力性、经济性和操纵稳定性。为了改善一款汽车的空气动力性能,在采用CATIA软件建立车身外形的三维模型的基础上,利用FLUENT对给定车型车身外流场进行了仿真分析,在分析计算结果的基础上优化了车身模型,提高了车身空气动力学性能。

针对某种小型轿车,基于计算流体力学(CFD)方法研究了不同轮拱罩充满率时旋转车轮对整车气动特性的影响,并与现有理想模型的试验结果对比.结果表明:在其他参数不变的情况下,随着轮拱罩充满率的下降,整车阻力系数上升,升力系数下降,当充满率下降27%时,阻力系数上升接近20%,升力系数下降接近30%.阻力上升主要是由于轮拱罩中的气流量增加,并且受轮拱罩结构的影响,内部流动分离加剧,导致尾流区的涡量均上升,车辆背压下降;升力下降主要是因为下车身气流速度加快,导致下车身压力减小.

针对某厢式货车的简化模型,基于计算流体力学理论和方法分别对原始货车模型、加装尾部减阻装置和顶部减阻装置的货车模型进行了数值模拟,获得了原始模型与改进模型的气动阻力系数、速度矢量分布、压力分布以及湍动能分布等气动特性。结果表明:尾部减阻装置及顶部减阻装置均可改善厢式货车的气动特性,降低气动阻力。其中顶部减阻装置改善了驾驶室和货厢之间的气流分布,尾部减阻装置改善了货车尾部的涡流状态,从而降低了风阻。

采用数值模拟与风洞试验两种方法,研究以粒突箱鲀为仿生原型的近地鱼形钝体气动阻力特性.结果表明,近地鱼形钝体确为气动低阻形体,其尾部大收缩角的形态特征及尾迹区相对简单的流场结构共同决定了该形体的气动低阻特性;从气动阻力系数、表面压力系数及尾迹区流场结构三方面对比分析,SST湍流模型的预测值与试验值较为接近.

基于格子玻尔兹曼方法,使用PowerFLOW软件,选取DrivAer标准汽车模型,研究旋转车轮整车气动特性。对比分析了移动坐标参考系、旋转壁面和滑移网格3种旋转方法的优缺点;在此基础上运用复合旋转方法研究不同背部造型旋转车轮整车气动特性并验证其准确性。研究结果表明复合旋转方法SMRW与实验值相比误差为1.23%,计算效率相对于滑移网格提高15%;车轮旋转时3种背部模型在各风速下阻力系数均降低;车轮旋转时3种背部模型的前轮和车身阻力减小,后轮阻力增加,整车减阻比例分别为5.9%、5.9%、9.7%;旋转车轮主要影响车轮周围流场、车身底部流场以及车尾分离区。

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。

出于可重复性考虑，车辆空气动力学和气动声学的研发工作主要在风洞中稳态流动条件下进行，然而在真实路况下车辆经受着非稳态湍流，这是由比如侧风阵风、路边障碍物与稳定侧风的组合影响或前方行驶的车辆所引起的.为了能够以可重复再现的方式来模拟该路面场景，开发了一套主动湍流发生器系统FKFS swing?，并运用于斯图加特大学的全尺寸气动声学风洞中，风洞由FKFS运营.该系统由垂直跨越风洞喷口的8个翼型组成，能够以高达10 Hz的频率动态改变流动角度.先前的研究表明，开口射流对主动偏转的动态响应改变了由位置和频率变化所产生的流动角度.一种用于量化该特性的方法被提出并运用于斯特劳哈尔数高达0.45的情况.本研究中，该方法被用于分析更高斯特劳哈尔数至1.2情况下的动态响应，这与非稳态气动声学相关.结果表明，在更高的斯特劳...

针对某A级轿车,首先通过整车风洞试验验证了计算流体力学仿真方法的可靠性,接着基于该数值计算方法,对复杂车身数模进行了封闭格栅、轮拱罩并平顺底部的简化处理,研究了车身简化对不同轮辐工况下整车气动阻力系数变化趋势的影响。结果显示,简化前后阻力系数趋势发生了改变,前后轮和车底部流场出现了明显变化。在此基础上,仅针对发动机复杂的舱内部件进行了不同程度的简化,结果显示,阻力系数趋势对舱内部件的简化也很敏感。因此,在以降低整车气动阻力为目标进行车轮局部优化时,需要谨慎地进行车身的简化工作。

为探究等离子体对类厢式货车的气动减阻效果,以GTS模型为研究对象,采用数值仿真的方法,分别研究了当来流风速为20 m/s时,3个位置处等离子体布置角度、激励电压对GTS模型的气动减阻效果并分析其减阻机理,然后进行组合工况的分析.研究结果表明,等离子体是通过诱导近壁面气体定向流动使流动分离点后移、推迟流动的分离,从而减小GTS模型前后压差阻力、降低整车气动阻力系数,等离子体布置的位置在流动分离点后方并且靠近流动分离点.单个位置激励时,等离子体布置在GTS尾部两侧时气动减阻效果最好,最大减阻率为5.09%;组合工况时最大减阻率可达6.01%.当来流风速一定时,等离子体存在最佳布置角度与激励电压.

以表达汽车A柱与侧窗形状特征的楔形体为基础安装某轻型客车的后视镜建立能够表达汽车后视镜区域流动特点的几何模型。采用计算流体力学软件Star-CD和稳态那维尔—斯托克斯方法获得此几何模型的后视镜区域流场特性和气动噪声源项的基本信息进而采用子域数值模拟方法获得非定常流动特性和侧窗区域监控点的气动噪声声压级。在风洞试验中采用表面丝带法进行流场可视化并采用激光粒子测速技术测量后视镜尾流场验证了流场数值模拟的正确性。在风洞中测量侧窗区域监测点的气动噪声声压级评估计算流体力学方法对气动噪声的预测能力。与风洞试验对比表明子域数值模拟方法在保证计算精度的前提下降低了气动噪声数值模拟的计算量为在汽车开发早期阶段预测气动噪声提供了可行的途径。