當(dāng)前,汽車高速行駛時(shí)的氣動(dòng)升力日益得到國(guó)內(nèi)外的重視,當(dāng)車速超過80km/h后,氣動(dòng)升力對(duì)行駛穩(wěn)定性的影響已不容忽視。然而國(guó)際上氣動(dòng)升力的數(shù)值仿真精度尚不能達(dá)到工程應(yīng)用要求,一方面汽車空氣動(dòng)力學(xué)適用的經(jīng)典湍流模型相關(guān)經(jīng)驗(yàn)系數(shù),是基于單一擾流計(jì)算演繹推進(jìn)而來,已能滿足氣動(dòng)阻力工程需求,而氣動(dòng)升力對(duì)車身周圍氣流異常敏感,難以準(zhǔn)確模擬;另一方面,通用的有限體積法,無法避免空間離散時(shí)的網(wǎng)格畸變,且經(jīng)驗(yàn)式等厚附面層網(wǎng)格與實(shí)際車身附面層不符;能避免網(wǎng)格弊端的格子LBM-les法,其粒子拓?fù)潢P(guān)系和湍流模型制約著計(jì)算精度和效率;由于風(fēng)洞試驗(yàn)中不可避免的存在模型安裝姿態(tài)、車身底部與風(fēng)洞地板的雙附面層等干擾因素,氣動(dòng)升力難以測(cè)量準(zhǔn)確。此外,由于車身風(fēng)壓中心難以確定,數(shù)值仿真和風(fēng)洞試驗(yàn)中,前后兩軸分項(xiàng)升力系數(shù)很難獲得,因而在工程應(yīng)用中無法有效的對(duì)氣動(dòng)升力進(jìn)行優(yōu)化控制。針對(duì)以上問題,本文從氣動(dòng)升力風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正和改進(jìn)格子LBM-les數(shù)值計(jì)算方法入手,開展了如下具體的研究工作:1.開展了氣動(dòng)升力風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正研究。研究了汽車模型安裝姿態(tài)、車身底部和風(fēng)洞地板附面層對(duì)氣動(dòng)升力測(cè)量影響規(guī)律,探明了車輪離地間隙和地... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 汽車氣動(dòng)升力概述
        1.2.1 汽車氣動(dòng)升力的定義與產(chǎn)生機(jī)理
        1.2.2 汽車氣動(dòng)升力的研究方法
    1.3 汽車氣動(dòng)升力國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 汽車氣動(dòng)升力風(fēng)洞試驗(yàn)研究
        1.3.2 汽車氣動(dòng)升力的數(shù)值仿真研究
        1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究總結(jié)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 汽車風(fēng)洞試驗(yàn)氣動(dòng)升力數(shù)據(jù)修正研究
    2.1 風(fēng)洞試驗(yàn)條件
    2.2 試驗(yàn)研究模型
    2.3 氣動(dòng)升力風(fēng)洞試驗(yàn)影響因素研究
        2.3.1 試驗(yàn)方案
        2.3.2 氣動(dòng)升力影響因素研究
    2.4 氣動(dòng)升力風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正研究
        2.4.1 車身離地高度的升力系數(shù)修正
        2.4.2 地面附面層厚度的氣動(dòng)升力系數(shù)修正
    2.5 多款車型氣動(dòng)升力試驗(yàn)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 格子LBM-LES汽車氣動(dòng)升力仿真計(jì)算
    3.1 汽車擾流流動(dòng)特性分析
    3.2 汽車氣動(dòng)升力數(shù)值仿真精度主要影響因素研究
        3.2.1 仿真幾何模型
        3.2.2 離散網(wǎng)格質(zhì)量
        3.2.3 湍流模型
    3.3 格子LBM-LES法基本理論
        3.3.1 格子LBM法的控制方程
        3.3.2 格子LBM方程的速度和時(shí)空離散
        3.3.3 邊界處理
        3.3.4 格子LBM法與湍流模型
    3.4 格子LBM-LES法汽車氣動(dòng)升力仿真對(duì)比計(jì)算
        3.4.1 有限體積法計(jì)算對(duì)比
        3.4.2 格子LBM-les法計(jì)算對(duì)比
    3.5 格子LBM-LES法仿真計(jì)算問題分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 格子LBM-LES法粒子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究
    4.1 格子LBM-LES法空間離散與計(jì)算精度關(guān)系
    4.2 格子LBM-LES法粒子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        4.2.1 粒子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的概念
        4.2.2 遠(yuǎn)場(chǎng)粒子尺度
        4.2.3 近壁面粒子尺度
        4.2.4 粒子細(xì)化過渡長(zhǎng)度
        4.2.5 渦結(jié)動(dòng)態(tài)粒子分布密度加密閾值尺度
    4.3 粒子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與普適性準(zhǔn)則研究
        4.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論
        4.3.2 格子LBM-les法圓柱擾流仿真計(jì)算
        4.3.3 粒子分布正交試驗(yàn)研究
        4.3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.5 格子LBM-les法粒子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的普適性準(zhǔn)則研究
    4.4 格子LBM-LES法最佳粒子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與驗(yàn)證
        4.4.1 圓柱擾流計(jì)算驗(yàn)證
        4.4.2 轎車模型模型計(jì)算驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 格子LBM-LES法湍流模型改進(jìn)研究
    5.1 湍流模型改進(jìn)研究方法
    5.2 格子LBM-LES法亞格子模型模擬選擇
        5.2.1 模擬計(jì)算對(duì)比條件
        5.2.2 計(jì)算資源消耗結(jié)果與分析
        5.2.3 流場(chǎng)與氣動(dòng)力計(jì)算結(jié)果與分析
        5.2.4 表面壓力計(jì)算結(jié)果與分析
        5.2.5 對(duì)比結(jié)論綜合分析
    5.3 湍流模型改進(jìn)優(yōu)化
        5.3.1 湍流模型改進(jìn)理論基礎(chǔ)
        5.3.2 優(yōu)化策略
        5.3.3 尋優(yōu)問題數(shù)學(xué)模型與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.3.4 優(yōu)化過程與結(jié)果驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于改進(jìn)的LBM-LES法氣動(dòng)升力特性研究
    6.1 汽車模型精細(xì)程度變化下的氣動(dòng)升力特性研究
        6.1.1 仿真方案
        6.1.2 氣動(dòng)力計(jì)算結(jié)果與升力系數(shù)功率譜分析
        6.1.3 車身流場(chǎng)分析
        6.1.4 壓力分析
    6.2 車輪旋轉(zhuǎn)對(duì)氣動(dòng)升力的影響研究
        6.2.1 仿真方案
        6.2.2 氣動(dòng)力計(jì)算結(jié)果與功率譜分析
        6.2.3 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析
    6.3 車身姿態(tài)變化對(duì)氣動(dòng)升力的影響研究
        6.3.1 仿真方案
        6.3.2 計(jì)算結(jié)果與分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 汽車車身氣動(dòng)升力控制方法與應(yīng)用研究
    7.1 汽車車身氣動(dòng)升力控制必要性
    7.2 前后兩軸氣動(dòng)升力系數(shù)求解方法研究
        7.2.1 基于HD-2風(fēng)洞測(cè)力結(jié)果的氣動(dòng)升力兩軸分項(xiàng)系數(shù)求解方法
        7.2.2 HD-2風(fēng)洞結(jié)合CFD的兩軸氣動(dòng)升力系數(shù)分項(xiàng)求解方法
        7.2.3 某款轎車工程應(yīng)用驗(yàn)證
    7.3 某款轎車氣動(dòng)升力特性控制與優(yōu)化研究
        7.3.1 基于底部控制的氣動(dòng)升力控制
        7.3.2 高速行駛防“發(fā)飄”前齒優(yōu)化控制
    7.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
附錄C 攻讀學(xué)位期間所獲的獎(jiǎng)勵(lì)及社會(huì)兼職


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]轎車尾流三維瞬態(tài)特性的數(shù)值模擬研究[D]. 劉訓(xùn).重慶理工大學(xué) 2014
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[5]汽車氣動(dòng)升力的試驗(yàn)與仿真研究[D]. 徐永康.湖南大學(xué) 2014
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[7]HD-2汽車模型風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)影響因素分析及其優(yōu)化[D]. 胡彭俊.湖南大學(xué) 2013
[8]基于不同湍流模型的汽車外流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 賈志浩.鄭州大學(xué) 2013
[9]低阻力汽車外流場(chǎng)的數(shù)值模擬及其誤差分析[D]. 熊超強(qiáng).華南理工大學(xué) 2012
[10]汽車模型風(fēng)洞關(guān)鍵影響因素研究及數(shù)據(jù)后處理軟件開發(fā)[D]. 張清林.湖南大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3187054