日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

應用計算流體動力學的商用車輛空氣動力學減阻方法

2019-05-14 00:23:40·  來源：AutoAero  作者：蔣永欣  
　
空氣動力阻力占高速公路上卡車燃油消耗的50-60%。傳統(tǒng)風洞試驗的局限性迫使研究人員對阻力進行研究，并對減小阻力的計算方法進行研究。由于更嚴格的標準和環(huán)保的
空氣動力阻力占高速公路上卡車燃油消耗的50-60%。傳統(tǒng)風洞試驗的局限性迫使研究人員對阻力進行研究，并對減小阻力的計算方法進行研究。由于更嚴格的標準和環(huán)保的方法，卡車制造商已經(jīng)開始投資更多的發(fā)展卡車空氣動力學。本文在歐洲條件下對歐洲車輛進行了評價。減阻主要是通過幾何變化來實現(xiàn)的。壓力阻力，卡車低速行駛時的主要阻力是由物體的形狀產(chǎn)生的。使流線型車身更堅固，因為它會影響它的用途。因此，添加一些組件就可以滿足需求。并對這些幾何變化進行了分析，得出了能夠提供減阻特性的較好的幾何形狀。工況包括切除后視鏡，增加側(cè)裙，優(yōu)化屋頂偏轉(zhuǎn)整流罩。分析個體表現(xiàn)，并綜合分析。在所有幾何變化中計算了減阻效果。在不久的將來，制造商可以使用更好的幾何形狀來達到世界各國政府強制執(zhí)行的規(guī)范和條例。

CFD分析考慮的卡車是一輛三軸牽引車，附加一輛在歐洲道路上行駛的三軸半掛車。這輛卡車經(jīng)過幾何清理，做成了封閉模型。幾何清理是為了使一些表面光滑，以允許棱柱層從表面的卡車延伸出。幾何形狀的改變是必要的，如排除雨刷，以減少在網(wǎng)格創(chuàng)建過程中的復雜性。封閉幾何定義了受外部氣流影響的完全連接。幾何清理是在西門子NX的幫助下完成的。然后在堵塞小于5%的情況下對計算域進行建模。按照SAE J2966的建議進行了設置。



入口與卡車前部之間的距離: 3 L （L為卡車長度）
出口與卡車后部之間的距離: 5 L
計算域?qū)挾?nbsp;: 12 W （W為卡車的寬度）
計算域高度: 6 H （H為卡車的高度）
基礎模型采用 15m × 3.1 m × 3 m 規(guī)格。 0 度模型的正面投影面積為 9.175 m2 。

在卡車周圍使用 HyperMesh  創(chuàng)建表面網(wǎng)格，在表面網(wǎng)格的基礎上使用 Star-CCM+ 開發(fā)體網(wǎng)格。細胞總數(shù)約為 1 億?？倖卧翊笮”３秩缦?:

在計算域的各個區(qū)域上考慮的網(wǎng)格大小為：
牽引車（車頭）網(wǎng)格：3-10 mm
掛車（車后部分包括貨箱）網(wǎng)格：10-30 mm
道路網(wǎng)格：10-200 mm
側(cè)壁面網(wǎng)格:200 mm
進出口網(wǎng)格：200 mm


將考慮以下求解設置；
Space - Three dimensional （空間-三維）
Motion - Stationary （運動-靜止的）
Time - Steady （時間-穩(wěn)態(tài)）
Material - Air （材料-空氣）
Equation of state - constant density （狀態(tài)方程-恒密度）
Viscous - Turbulent （粘性-湍流）
Viscous model - RANS - SST Menter k-ωturbulence model*

k-epsilon模型(可實現(xiàn)的和RNG)很難收斂。k-ω具有較強的收斂性和較低的殘差振蕩?？紤]實驗驗證，可以研究物理的清晰靈敏度。在當前的論文我們已經(jīng)考慮了——k-ω模型。

穩(wěn)態(tài)模擬為流場的一般特性提供了有用的見解。設定了確定速度、質(zhì)量和壓力殘差期望極限的收斂參數(shù)，交互監(jiān)測車輛阻力系數(shù)收斂，收斂到小于1x10E-4。車輛阻力系數(shù)計算采用正面表面積9.175m2。研究了車體周圍的流動結(jié)構(gòu)，以及不同位置的壓力、速度和渦量分布?？紤]和比較了阻力系數(shù)(阻力、升力和側(cè)向力)。正面壓力是產(chǎn)生壓力阻力的主要因素之一。額葉前部的區(qū)域壓力進行了研究。如下圖為貨車正面區(qū)域壓力分布圖以及卡車兩側(cè)和頂部形成的流動分離情況。


屋頂偏轉(zhuǎn)整流罩

從仿真結(jié)果中可以看出，對偏導器和牽引車表面的流動進行邊界層分離分析，如圖所示，邊界層分離的原因有確定的點。為了減小頂板的分離，對頂板偏轉(zhuǎn)角進行了修正。由于這一分析處理的是公路阻力，這種偏轉(zhuǎn)器的變化考慮到節(jié)能和減阻只有在公路駕駛中才能觀察到。修正后的模型與基礎模型相比，邊界層在拖車區(qū)域重新附著的時間要早得多，如下圖所示。因此，必須考慮和設計長時間運行的車輛的速度?？紤]到世界各地的速度制度，屋頂偏轉(zhuǎn)板必須相應地設計，以支持速度，在卡車將行駛更長的時間。由于這種變化是在一定的速度范圍內(nèi)有效地建模的，所以阻力值可能會隨著高速公路和城市條件的不同而不同。


對車頂導流板進行了改進，減小了邊界層的分離。在修正后的模型上，與基線模型相比，邊界層在拖車區(qū)域重新附著的時間要早得多。

移除側(cè)后視鏡


拆卸側(cè)鏡可使一輛8級貨車每年節(jié)省約938升燃油。通過考慮有側(cè)鏡和無側(cè)鏡的情況進行了分析。從仿真結(jié)果中可以看出減阻效果的潛在改善。壓力值在鏡子的正面和背面被探測，如圖所示。在鏡子的下游部分形成的尾跡是總阻力的主要貢獻者。下表顯示了去除側(cè)鏡后得到的阻力差。另外，提供一個氣動鏡是一個不錯的選擇。最近幾天，隨著電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，用相機代替鏡子，并在卡車的a柱上顯示，提供了一個現(xiàn)實的一面鏡子的替代。如果現(xiàn)行規(guī)定改為允許可視范圍和紅外范圍的攝像機，這一規(guī)定可以在所有卡車上實施。


尾后側(cè)流區(qū)減小


如圖13所示，可以清楚地觀察到一個強的再循環(huán)區(qū)域，流向后尾跡區(qū)域的氣流從機罩下部流動，導致尾跡湍流。如圖13所示，在離開低壓區(qū)的區(qū)域，拖車后部的流動被分離。為了減少低壓區(qū)，流動分離是最小的提供額外的尾部到后方。額外的尾翼被添加到拖車的頂部和兩側(cè)，如圖14所示。

從圖15和圖16可以看出，尾跡的加入導致尾跡區(qū)域和尾跡尺寸減小。尾區(qū)進一步擴大，尾跡減小，阻力增大。


結(jié)論

這些附加設備單獨提供了很好的減阻效果。這些裝置組合后減阻效果較好，減阻率為24.6%。這些改變的卡車幾何形狀可以大大減少燃料消耗。進一步增加更多的裝置可以減少卡車的阻力。這些增加可以提高汽車的初始成本，但從長遠來看，在減少駕駛所需的燃料方面是一項很好的投資車里。本文為今后的研究提供了一種方法論。世界各地的制造商已經(jīng)開始設計新的方法來遵守更嚴格的標準，并決定走環(huán)保之路。
 
 聲明：本平臺只提供分享和交流不作商業(yè)用途，如侵權(quán)請及時聯(lián)系我們刪除！
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25