应用计算流体力学(CFD)中的动网格技术,模拟由于流域边界运动引起的模型运动状态随某一变量变化的流动情况,结合新版公路工程建设标准,对在一级公路和三级公路上的迎面会车过程进行瞬态气动特性仿真研究,根据仿真结果分析速度和间距对汽车稳定性的影响.结果表明:不同间距、不同速度的会车侧向力呈现不稳定波动的变化曲线,并伴有极值出现,侧向力负向最大值出现在两车头平齐时,正向最大值出现在两车身平行时.此仿真结论与在道路行驶过程中的真实会车情况相吻合,可为道路建设和行车安全提供参考.

为解决超车过程中的行车稳定性和安全性问题,应用计算流体力学(CFD)中的动网格技术对瞬态超车过程进行空气动力学数值模拟,并对不同纵向位置、不同速度、不同间距下的超车过程进行气动特性分析研究,分析纵向位置、速度和间距对汽车稳定性和安全性的影响。结果表明,当行车间距和速度发生变化时,超车侧向力有着不稳定波动的变化曲线;侧向力和侧倾力矩在超车时会发生正负变化,同时伴有极值出现,侧向力第一次正向最大值出现在主超车刚好到达被超车的尾部时,负向最大值出现在主超车和被超车车头平齐时,第二次正向最大值出现在主超车刚好离开被超车时;主超车侧倾力矩正向最大值出现在主超车刚好到达被超车的尾部时,而被超车侧倾力矩正向最大值出现在主超车到达被超车中部时,两车侧倾力矩负向最大值都出现在主超车超过被超车半个车身...

应用动网格技术和用户自定义函数(UDF)对不同边界层影响下的会车过程进行数值模拟,并通过统计不同入口气流速度比例系数时流场分布和气动力数据,分析会车时流场的变化规律.结果表明在会车过程中,入口气流速度增大,两车气动力变化幅度增大;逆风车辆侧向力的增长幅度受车速变化的影响更明显.随着两车相对位置的变化,流场的变化使车辆受到的气动力不断变化,且会车前后的波动较大,导致车身发生波动,影响车辆行驶的稳定性和安全性.高速会车时车身抖动会更加剧烈,行驶的稳定性大幅降低,且两车间距较小易引发交通事故.在实际会车过程中,驾驶员应注意降低车速和控制两车间距,以确保安全会车.

基于计算流体力学(CFD)中的动网格技术对双道超车进行了数值模拟,研究表明,双道超车过程中,3辆车周围均出现强烈的压强和空气流速变化,当主超车在两车之间时,流场变化更为复杂。随着车辆相对位置的变化,3辆车周围的涡形态发生明显变化,涡的变化消耗流场中的能量,使车身受力发生变化。行驶过程中,3辆车的侧向力、风压中心位置和横摆力矩均发生明显变化。绝对速度增加,主超车与被超车的最大侧向力均呈线性增长,给车辆行驶稳定性带来负面影响。

采用网格变形和局部网格重构的动网格技术对超车过程进行二维瞬态模拟,并记录不同超车位置处的模拟数据.研究结果表明:相对超车速度增加,两车侧向力均增大;超车间距增大,两车侧向力均减小;主超车长度增加,主超车侧向力增大,被超车侧向力减小;主超车宽度增加,主超车侧向力减小,被超车侧向力增大;在设计汽车时,选择合理的车身长度与宽度能够降低车辆在复杂工况下的侧向力,提高气动稳定性.超速超车使两车侧向力变化更加剧烈,车辆的操纵稳定性有被破坏的倾向,对公共交通安全有潜在危害.在实际超车时,驾驶人员降速并适当增加超车距离,可以确保安全超车,这对于交通安全系统的发展有一定指导意义.

基于计算流体力学(CFD)中的动网格技术对变道超车过程进行了瞬态模拟,研究表明,变道超车过程中,两车侧向力变化趋势为先增后减遂趋于平稳,两车侧向力的变化伴随着流场中涡的变化,涡产生、变大、运动、消失的过程消耗着流场中的能量。随着两车速度增大,侧向力均增大;两车间距增大,侧向力均减小。当不同车型变道超车时,两车的行驶稳定性和操作安全性较相同车型变道超车受到更为严重的影响。