汽车后视镜和门把手内置的风阻仿真研究.pdf

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汽车实用技术
设计研究
2012年第7期
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2012NO.7
汽车后视镱和门把手内置的风阻仿真研究
熊翠军,赵龙庆2
(1.西南林业大学机械与交通学院,云南昆明650224
2.西南林业大学研究生处,云南昆明650224)
摘要:车身造型直接决定了汽车在行驶过程中受到的空气阻力的大小。将汽车的后视鏡和门把
手内置能使车身整体更加符合流线型,降低约3%的整车迎风面积,从而减少汽车在行驶过程中
受到的空气阻力。本研究运用 Pro/Engineer造型功能建立三维模型,在 Hypermesh对模型的流场
计算域进行网格划分,然后将网格导入 Fluent中进行仿真计算。经过对后视镜和门把手内置模型
与后视镜和门把手外置模型的比较分析,得出后视镜和门把手内置能有效的降低汽车的风阻系
数,减少汽车在行驶过程中受到的空气阻力。
关键词:车身造型;风阻系数; Fluent;车身优化
中图分类号:U463.46文献标识码:A文章编号:1671-7988(2012)07-12-05
The simulation of building-in the rearview mirror and the door handle
Xiong Cuijun, Zhao Longqing
(1. College of Machinery and Communication, Southwest Forestry University. Yunnan Kunming 625025;
2. Graduate Department, Southwest Forestry University. Yunnan Kunming 625025)
Abstract: Body styling directly determines the degree of the air resistance when the car is on the run
Building-in the rearview mirror and door handle will enable the whole construction of the car to be more
consistent with the streamline, reducing about 3% of the head-on wind area. This research utilizes the function
of Pro/Engineer to build a 3 D model, and do meshing by Hypermesh, then guide the mesh into Fluent to carry
out simulated calculation. Comparative comparisons are made between the simulated results of building-in the
rearview mirror and door handle and that of building-outside ones to conclude that building-in the rearview
mirror and door handle can effectively reduce the drag coefficient and the degree of the air resistance when the
car Is on the run
Key words: body styling; wind-resistance coefficient; Fluent; optimization of the body
CLC No. U463 46 Document code: A Article ID: 1671-7988(2012) 07-12-05
空气阻力,速度越高,受到的空气阻力越大。车身
前言
造型是决定汽车受到的空气阻力大小的关键因素。
汽车在行驶过程中,与空气相互作用,会受到流线型的车身能有效的降低汽车行驶中受到的空气
作者简介:熊翠军,西南林业大学机械与交通学院在读硕士阻力。此外,降低汽车的迎风面积也能有效的降低
研究生,研究方向:车辆工程;
汽车行驶过程中受到的空气阻力。传统的汽车后视
赵龙庆,博士,教授,西南林业大学研究生处处长,主要镜和门把手都是暴露在车身表面的,它们本身存在
研究测试技术、车辆电子和车辆控制。
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2012年第7期
能翠军等:汽车后视镜和门把手内置的风阻仿真研究
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空气阻力,而且,在汽车行驶时,暴露在车身表面外形尺寸与实际汽车的外形尺寸一致。选用的汽车
的后视镜和门把手会影响附近区域的气流状况,产整体尺寸为4915mmx1874mx1455m。建立的模
生附加的气动阻力,即“空气动力学干涉”。将型忽略实际车身上的雨刷、缝隙和凹槽等,并且将
汽车后视镜和门把手内置能减小约3%的整车迎风车体封闭,不考虑发动机冷却装置、空调和尾气排
面积,使汽车整体造型更加符合流线型,减少空气放。
动力学干涉,从而降低汽车的风阻系数,减小汽车
本研究建立了两个汽车曲面模型:后视镜和门
在行驶过程中受到的空气阻力,有效的提高汽车的把手外置的汽车曲面模型、后视镜和门把手内置的
动力性和燃油经济性。
汽车曲面模型。建立的模型如图1所示。
该研究的主要目的:对整车进行风阻仿真分析,
验证该仿真方法的准确性;分析汽车后视镜和]把
手内置对汽车风阻系数的影响。
1、软件的选用
1.1建模软件
图1建立的汽车模型(左图为后视镜和门把手外置
汽车车身曲雨复杂,本研究选用美国参数技术
右图为后视镜和门把手内)
公司( Parametric Technology Corporation,简称PTC)
的 Pro/Engineer 1作为汽车建模软件。Pro/ Engineer拥3、流场计算域的确定及网格划分
有强大的曲面功能,它的参数化设计能将复杂的曲3.1流场计算城的确定
面分解成有限数量的构成特征。本研究运用
对整车进行风阻分析需要建立一个流场计算
Pro/Engineer的曲面造型功能建立与实车基本一致域。 Peron指出:建立长方体的汽车流场计算域时,
的曲面模型。
模型前端与计算域入口边界之间的距离应当大于10
1.2划分网格软件
倍车高,模型尾部与计算域出口边界之间的距离应
由于进行汽车整车风阻仿真时建立的流体计算当在10-12倍车高范围内。、本文结合所选车辆的
城比较大,划分的网格数量多,本研究选用划分速实际尺寸和国内外学者在这方面研究所取得的成
度较快的 Hypermesh对流体计算域进行网格划分
果,拟定流体计算域为:计算域入口到车前端的距
Hypermesh能将整个计算域进行分块,块与块之间离为3倍车长,计算域出口到车后端的距离为5倍
的网格有良好的连续性。并且, Hypermesh能直接车长,总高度为5倍车高,总宽度为7倍车宽。
读取Pro/ Engineer建立好的模型文件,生成的网格
3.2计算域网格的划分
也能直接被许多流体仿真软件读取。
汽车风阻仿真时建立的三维流场计算域体积比
1.3流体分析软件
较大,用单一的网格尺寸划分网格得到的网格数量
目前广泛应用的商业