并列行驶的类车体气动特性数值模拟

简介

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。