本文關(guān)鍵詞：基于氣動與系統(tǒng)動力雙向耦合的汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性研究

  更多相關(guān)文章： 汽車空氣動力學(xué) 汽車動力學(xué) 雙向耦合 單向耦合 駕駛員模型 AFS前輪主動轉(zhuǎn)向 汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性控制

【摘要】：2015年底,我國的高速公路總里程達12.3萬公里,世界第一,同時中國地域遼闊,地形地貌差別極大,很多地區(qū)的自然風(fēng)環(huán)境相當惡劣。隨著高速公路的拓展,實際生活中遭遇危險側(cè)風(fēng)的頻次也越來越多。側(cè)風(fēng)會影響汽車行駛穩(wěn)定性,由此而引發(fā)的安全事故屢見不鮮。因此,針對高速行駛汽車的側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性研究具有切實的意義。傳統(tǒng)針對側(cè)風(fēng)環(huán)境下高速行駛車輛氣動特性以及穩(wěn)定性的研究,大多是離線研究:流體域中的汽車模型只作為幾何模型進行計算,將得到的氣動力加載到其他的動力學(xué)軟件中計算汽車的穩(wěn)定性(單向耦合)。實際汽車在側(cè)風(fēng)環(huán)境高速行駛時,氣動特性與汽車的運動是息息相關(guān)的、相互作用的:汽車既有幾何特性,又有動力學(xué)特性,氣動特性的改變會造成汽車運動狀態(tài)的變化,反之亦然。雙向耦合方法,能夠耦合汽車空氣動力學(xué)與系統(tǒng)動力學(xué),對于汽車側(cè)風(fēng)氣動特性及穩(wěn)定性的研究有著重要意義。行車安全通常是人、車輛、道路、環(huán)境、交通管理等多要素統(tǒng)一作用的結(jié)果。美國針對多件交通事故調(diào)查發(fā)現(xiàn):當汽車行駛在復(fù)雜、危險環(huán)境時,88%的交通事故是由不安全動作所致,12%是由不安全環(huán)境所致,如陣風(fēng)、雨雪天氣等。駕駛員在行車安全中扮演著重要的角色,當遭遇突如其來的側(cè)風(fēng)時,駕駛員能否快速正確的反應(yīng)直接影響著汽車行駛安全性。但是由于生理因素,駕駛員的響應(yīng)會受到一定的限制。在側(cè)風(fēng)作用時,如何幫助駕駛員很好的控制汽車,以實現(xiàn)良好的汽車行駛穩(wěn)定性控制研究有著實際意義。針對上述問題,本文做了如下研究內(nèi)容:(1)對側(cè)風(fēng)作用下的某轎車1:4縮比模型進行穩(wěn)態(tài)風(fēng)洞試驗、不同湍流模型及側(cè)風(fēng)模擬方法的數(shù)值計算,以驗證計算方法的準確性。對側(cè)風(fēng)作用下的該轎車實車模型進行穩(wěn)態(tài)氣動特性數(shù)值計算,研究風(fēng)速、偏角等因素對穩(wěn)態(tài)汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性的影響。(2)用北京地區(qū)歷年自然風(fēng)的極致分布,確定四種陣風(fēng)模型的峰值,基于二自由度模型,對此四種陣風(fēng)模型下的高速汽車瞬態(tài)氣動特性及穩(wěn)定性作傳統(tǒng)的單向耦合分析,確定最危險的陣風(fēng)模型。(3)討論了汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性指標,建立了汽車的二自由度、五自由度模型、駕駛員模型、魔術(shù)輪胎模型。對汽車空氣動力學(xué)及系統(tǒng)動力學(xué)雙向耦合方法做了簡介,基于Fluent與Matlab分別建立基于二自由度及五自由度的雙向耦合模型。在穩(wěn)態(tài)側(cè)風(fēng)作用下,基于二自由度無駕駛員作用耦合模型,對比分析單向耦合及雙向耦合。在危險陣風(fēng)作用下,基于二自由度及五自由度有駕駛員作用耦合模型,進行雙向耦合計算。(4)對影響汽車側(cè)風(fēng)安全行駛的部分因素進行分析。對造成側(cè)風(fēng)行駛汽車不安全的原因進行剖析,提出AFS前輪主動轉(zhuǎn)向控制策略,對汽車側(cè)風(fēng)行駛安全性進行控制。
【關(guān)鍵詞】：汽車空氣動力學(xué) 汽車動力學(xué) 雙向耦合 單向耦合 駕駛員模型 AFS前輪主動轉(zhuǎn)向 汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性控制
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U461.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 車側(cè)風(fēng)氣動特性及穩(wěn)定性的研究12-14
• 1.2.2 雙向耦合研究以及駕駛員模型14-15
• 1.2.3 汽車側(cè)風(fēng)行駛穩(wěn)定性控制15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-17
• 第2章 側(cè)風(fēng)下高速汽車氣動特性基礎(chǔ)研究17-34
• 2.1 試驗及仿真基礎(chǔ)研究17-23
• 2.1.1 汽車縮比模型風(fēng)洞試驗方案18
• 2.1.2 湍流模型簡介18-20
• 2.1.3 湍流模型適應(yīng)性研究20-22
• 2.1.4 側(cè)風(fēng)模擬方法研究22-23
• 2.2 高速汽車穩(wěn)態(tài)側(cè)風(fēng)氣動特性23-27
• 2.2.1 計算工況安排24
• 2.2.2 汽車穩(wěn)態(tài)側(cè)風(fēng)氣動特性計算結(jié)果24-27
• 2.3 陣風(fēng)模型作用下高速汽車瞬態(tài)側(cè)風(fēng)氣動特性27-33
• 2.3.1 汽車安全行駛側(cè)風(fēng)估算28-30
• 2.3.2 某地區(qū)自然風(fēng)極值擬合30-31
• 2.3.3 自然陣風(fēng)模型及仿真工況31
• 2.3.4 瞬態(tài)工況計算31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 側(cè)風(fēng)作用下車輛動力學(xué)基礎(chǔ)研究34-50
• 3.1 車輛行駛穩(wěn)定性評價指標34-37
• 3.1.1 側(cè)偏位移34-35
• 3.1.2 側(cè)滑極限35
• 3.1.3 側(cè)傾極限35-36
• 3.1.4 俯仰極限36-37
• 3.2 側(cè)風(fēng)作用高速汽車動力學(xué)模型37-46
• 3.2.1 坐標系37
• 3.2.2 坐標系變換37-38
• 3.2.3 輪胎模型38-39
• 3.2.4 二自由度模型39-41
• 3.2.5 側(cè)風(fēng)作用下車輛5自由度動力學(xué)模型41-44
• 3.2.6 狀態(tài)空間44-46
• 3.3 側(cè)風(fēng)作用下駕駛員模型46-48
• 3.3.1 駕駛員對側(cè)風(fēng)干擾的響應(yīng)46-47
• 3.3.2 駕駛員對車輛路徑的反饋預(yù)測控制47-48
• 3.3.3 側(cè)風(fēng)干擾下汽車直線行駛駕駛員模型48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 汽車空氣動力學(xué)與系統(tǒng)動力學(xué)耦合計算50-65
• 4.1 耦合方法50-55
• 4.1.1 空氣動力學(xué)與系統(tǒng)動力學(xué)單向耦合51
• 4.1.2 空氣動力學(xué)與系統(tǒng)動力學(xué)雙向耦合51-55
• 4.2 耦合計算55-64
• 4.2.1 計算工況55
• 4.2.2 計算結(jié)果及分析55-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 第5章 高速汽車側(cè)風(fēng)行車安全控制65-76
• 5.1 汽車參數(shù)對高速汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性的影響65-69
• 5.1.1 風(fēng)壓中心的影響65-66
• 5.1.2 汽車質(zhì)心的位置影響66-67
• 5.1.3 輪胎側(cè)偏特性的影響67-68
• 5.1.4 懸架剛度與阻尼的影響68-69
• 5.2 汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性控制69-74
• 5.2.1 AFS控制策略70-71
• 5.2.2 陣風(fēng)工況控制結(jié)果71-74
• 5.3 本章小結(jié)74-76
• 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-83
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文)83

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 宋娟;盧殿臣;田立新;;線性雙向耦合的非擴散Lorenz系統(tǒng)的混沌同步[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年S1期

2 姚明海;趙光宙;;時間延遲雙向耦合的混沌系統(tǒng)的同步與控制[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2006年06期

3 袁龍軍;陳義學(xué);韓靜茹;;基于蒙特卡羅-離散縱標雙向耦合方法的快中子注量基準分析[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年03期

4 韓靜茹;陳義學(xué);袁龍軍;;基于蒙特卡羅-離散縱標雙向耦合方法的三維程序開發(fā)[J];核科學(xué)與工程;2013年04期

5 閆潔;樊建人;岑可法;;三維射流中顆粒與流體的雙向耦合作用[J];工程熱物理學(xué)報;2009年06期

6 許成順;劉晨;劉海強;尹占巧;;豎向-扭轉(zhuǎn)雙向耦合剪切儀功能分析及應(yīng)用[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年02期

7 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳艷;楊月英;李常品;;加權(quán)耦合網(wǎng)絡(luò)間的同步[A];第八屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

2 燕瑩瑩;林金泰;曠燁;楊東偉;;大氣化學(xué)傳輸模型GEOS-Chem全球-區(qū)域雙向耦合[A];創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展 提高氣象災(zāi)害防御能力——S18第四屆研究生年會[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 韓靜茹;三維蒙特卡羅—離散縱標雙向耦合屏蔽計算方法研究[D];華北電力大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 豐成杰;基于氣動與系統(tǒng)動力雙向耦合的汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性研究[D];湖南大學(xué);2016年

2 耿丹萍;基于雙向耦合的高超聲速壁板熱氣動彈性問題研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

3 王文凱;OPCL雙向耦合的計算[D];電子科技大學(xué);2011年

，

本文編號：872064