本文將汽車?yán)@流模塊化為各典型局部流動(dòng),通過(guò)常用湍流模型對(duì)各典型局部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果驗(yàn)證了湍流模型對(duì)轉(zhuǎn)捩的捕捉能力是準(zhǔn)確模擬汽車?yán)@流的關(guān)鍵.在分析汽車?yán)@流分離及轉(zhuǎn)捩機(jī)理的基礎(chǔ)上,優(yōu)化了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)求解方法,改進(jìn)了湍流模型對(duì)轉(zhuǎn)捩的預(yù)測(cè)能力,進(jìn)而提高了湍流模型在汽車流場(chǎng)模擬上的精度.針對(duì)汽車?yán)@流的穩(wěn)態(tài)問(wèn)題,將流線曲率因子及響應(yīng)閾值引入LRN k-ε(low Reynolds number k-ε)模型,獲得了一種能夠更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)捩的改進(jìn)低雷諾數(shù)湍流模型(modified LRN k-ε),改善了原模型對(duì)湍流耗散率的過(guò)強(qiáng)依賴性及全應(yīng)力發(fā)展預(yù)測(cè)不足等問(wèn)題;針對(duì)汽車?yán)@流瞬態(tài)求解,通過(guò)分析RANS/LES混合湍流模型的構(gòu)造思想及特點(diǎn),引入約束大渦模擬方法,結(jié)合本文提出的改進(jìn)的LRN k-ε湍流模型,提出了一種能準(zhǔn)確捕捉轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象的轉(zhuǎn)捩LRN CLES模型.分別將改進(jìn)的模型用于某實(shí)車外流場(chǎng)和風(fēng)振噪聲仿真中,通過(guò)Ansys Fluent求解器計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果與常用湍流模型的仿真結(jié)果、HD-2風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)車道路實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,表明改進(jìn)后的湍流模型能夠更準(zhǔn)確模擬復(fù)雜實(shí)車的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性,為汽車氣動(dòng)...

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【部分圖文】：

圖1 近似簡(jiǎn)易模型計(jì)算結(jié)果

采用大渦模擬方法[5]對(duì)平板流、前臺(tái)階流、射流、后臺(tái)階流及突縮流的繞流機(jī)理進(jìn)行數(shù)值研究,如圖1，常用可實(shí)現(xiàn)的k-ε湍流模型[6]計(jì)算結(jié)果被引入作為對(duì)比.對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：由于層流湍流轉(zhuǎn)捩導(dǎo)致表面摩擦系數(shù)發(fā)生突變，LES和可實(shí)現(xiàn)的k-ε湍流模型在突變處有顯著不同，因此可推測(cè)湍流模型對(duì)轉(zhuǎn)....

圖2 常用湍流模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比

由于低雷諾數(shù)湍流模型將N-S方程解析至壁面[13]，避免了經(jīng)驗(yàn)式壁面函數(shù)的引入，有助于揭示近壁面區(qū)流動(dòng)機(jī)理，并對(duì)轉(zhuǎn)捩有巨大預(yù)測(cè)潛力，本文引入低雷諾數(shù)k-ε湍流模型[11]，并對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)捩修正.全應(yīng)力限制方法[14]使k-ω模型獲得了良好模擬轉(zhuǎn)捩的能力，將此方法應(yīng)用于LRNk-ε....

圖3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>
本節(jié)將具備主流三廂轎車造型的某實(shí)車模型及其HD-2風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)引入以驗(yàn)證改進(jìn)的LRNk-ε模型及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值求解體系.4.2.1網(wǎng)格類型選擇

圖4 最簡(jiǎn)實(shí)車模型的非結(jié)構(gòu)(左)與結(jié)構(gòu)網(wǎng)格(右)

引入課題組前期某最簡(jiǎn)實(shí)車模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[27]，基于改進(jìn)的LRNk-ε模型，分別利用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格及結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行仿真分析，如圖4所示.由表1結(jié)果可知，即在不考慮模型網(wǎng)格劃分難易的情況下，非結(jié)構(gòu)也能較快收斂，且得到較為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果.因此，后續(xù)實(shí)車仿真模型采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分.4.2....

本文編號(hào)：4015008