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。

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.

为解决静态近似模型所需样本量大、优化效率低的问题,基于粒子群算法(PSO)的最小二乘支持向量回归(LSSVR)自适应近似模型构建优化算法,并通过构建全局和局部自适应近似模型以减小优化算法陷入局部最优解的可能,加速收敛过程。文中将Branin函数作为测试函数,证明构建的自适应PSO-LSSVR近似模型用于单目标优化问题的有效性;将自适应PSO-LSSVR近似模型用于GTS模型低风阻尾板的快速优化上,以上尾板倾角、下尾板倾角、侧尾板倾角和尾板长度为设计变量,仅通过31组数据集样本便收敛至最优解,且近似模型预测气动阻力系数误差仅为0.18%。相比初始尾板,优化后的尾板使得GTS模型气动阻力下降9.38%,证明了自适应PSO-LSSVR近似模型优化算法对小样本快速寻优问题具有较好的可行性。

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

为探究多孔介质影响厢式货车气动特性的机理,采用数值仿真的方法对多孔介质布置前后的厢式货车的外部流场进行分析,得到两种情况下该车的气动阻力系数、表面压力及壁面剪切力分布、涡量、涡量耗散率等气动特性,并结合风洞试验,分析其减阻机理。对比分析多孔介质布置前后各工况的流动特性与气动阻力系数,实验结果表明布置多孔介质后,可明显改善货箱压力场及剪切力分布,减小分离涡对厢式货车周围流场的影响,从而降低气动阻力,验证了多孔介质材料应用于气动减阻的可行性。

传统CFD仿真方法通常只考虑风载荷对汽车气动性能的作用,忽略了车身结构振动与气流之间耦合作用带来的影响,导致计算结果与真实汽车行驶状况存在一定偏差。以1/4标准MIRA模型为研究对象,通过双向显式流固耦合仿真方法将流固耦合效应引入到数值计算中,得到不同工况下的气动力、表面压力、振动频率以及车身姿态角等数据,分析与传统仿真方法在计算结果上的差异,再利用风洞测试技术验证仿真结果的准确性。对比有无耦合仿真及试验结果表明耦合仿真与试验结果更加吻合,各项数据偏差都在5%以内,从而验证了耦合仿真方法的准确性;随车速增加流固耦合效应影响增大,特别是对气动升力的影响较大,直接影响汽车操纵稳定性,因此在高速时流固耦合效应带来的影响不能忽略。

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.

依托动网格技术,并采用局部节点位移方式,研究城市道路方案分别为重型商用车经过位于其背风侧的单个建筑物、经过位于其迎风侧的单个建筑物和连续经过位于其迎风侧的2个建筑物3种情况下的瞬态气动特性。方案中网格节点位移速度即重型商用车行驶速度定为15 ms,侧风速度为10 m/s。结果显示,建筑物对重型商用车瞬态气动特性的影响较为明显,行驶过程中侧向力系数与横摆力矩系数在1 s内变化值达到5.0之多,相应的侧向力和横摆力矩变化值约为12 kN和30 kN·m,变化率峰值可达-12kN·s^-1和35 kN·m·s^-1,并且方向在行驶过程中发生改变。

为了降低风的阻力，对某牵引式重型载货汽车加装了4种不同形式和尺寸的尾板。并采用数值仿真的方法分析了尾板对流场的影响，探索了风阻产生机理和降低原因。仿真工况模拟正常车辆行驶速度25m/s，未考虑侧风影响。计算结果表明：安装4种尾板后风阻系数均有降低，降幅最大为2.8%，获得了较满意的降阻效果。对比分析了4种方案的整车气动阻力系数、流速分布及总压为零等值面的计算结果。研究发现：尾板对车身周围气流的影响集中在货箱尾部，改变了尾流

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。