為了提高汽車外流場數(shù)值模擬計算的精度,對邊界層網(wǎng)格特征尺寸參數(shù)進行優(yōu)化設計,分析各參數(shù)對模擬結果的影響。在MIRA直背車型基礎上,選取第一層邊界層厚度、邊界層總厚度和邊界層層數(shù)為設計變量進行實驗設計,以阻力系數(shù)Cd和升力系數(shù)Cl為優(yōu)化目標進行多目標優(yōu)化,依據(jù)響應值Cd和Cl的Pareto圖探究各設計變量與響應值的效應影響,最后將風洞試驗和優(yōu)化后數(shù)值模擬計算的Cd、Cl及速度流場情況進行對比。結果表明:第一層邊界層厚度與邊界層總厚度的交互效應對Cd影響最大,邊界層層數(shù)和邊界層總厚度的單因素效應對Cl影響較大;優(yōu)化后,Cd和Cl的計算誤差減小,速度流場顯示與PIV實驗的一致性亦得到較大改善。 

【文章來源】：重慶交通大學學報(自然科學版). 2020,39(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

MIAR直背車型及尺寸示意

利用STAR CCM+對計算域及汽車模型進行網(wǎng)格劃分，采用更適合復雜外形的多面體網(wǎng)格，車身最小尺寸為4 mm，最大尺寸為20 mm，車輪最小尺寸為4 mm，最大尺寸為15 mm。對流動復雜的車尾區(qū)域進行局部加密，設定網(wǎng)格尺寸為15 mm，并在車身周圍由近及遠依次添加6個加密區(qū)，網(wǎng)格尺寸依次為20、50、120、300、400、500 mm。在車身近壁區(qū)添加邊界層網(wǎng)格，選擇壁厚增長模式，邊界層總厚度為5 mm，第一層邊界層厚度為0.7 mm，層數(shù)為5。網(wǎng)格劃分結果如圖2。1.2 計算條件及結果驗證

式中:μ為流體的時均速度;μτ為壁面摩擦速度;τω為壁面切應力;Δy為第一層邊界層到壁面的距離。筆者應用Realizable k-ε高雷諾數(shù)湍流模型，對邊界層流動無法求解。采用壁面函數(shù)法，不對邊界層內(nèi)的流動直接求解，而是利用半經(jīng)驗公式與邊界層外流體計算值獲取壁面相關參數(shù)解。要求y+值落在對數(shù)律層，由式(5)可知，y+與Δy成正比，因此，可以通過第一層邊界層厚度控制y+值的大小。2.1 優(yōu)化流程及實驗設計

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]MIRA模型組氣動特性模型風洞試驗研究[D]. 王師.湖南大學 2011



本文編號：3119110