一、折背式轿车尾流结构研究（论文文献综述）
梁继续[1]（2021）在《车轮旋转条件下汽车周围流场的流动机理研究》文中提出随着我国汽车保有量逐年增加,对能源的需求和消耗也在迅速增长。汽车工业面临巨大的能源挑战,除了现有的发展新能源汽车的应对策略,对于传统汽车节能减排的要求也越来越突出。利用空气动力学技术节省燃油,将会有效缓解我国能源问题。而对于一辆量产汽车,其车轮风阻可达25%,并且汽车旋转车轮产生的分离流对汽车外流场有重要影响,因此利用空气动力学数值模拟技术以及风洞试验验证方法的可行性来研究旋转车轮对汽车周围流场的作用机理具有重要意义。本文以慕尼黑工业大学与宝马和奥迪公司联合推出的更近真实的汽车通用模型DrivAer模型为研究对象,利用STAR-CCM+数值模拟技术对车轮旋转条件下汽车周围流场进行研究。首先利用STAR-CCM+软件对本文采用的具有详细底盘结构和车轮纵向胎纹的DrivAer斜背式模型进行原始工况的计算,将仿真计算结果对比试验结果并进行分析,确认了仿真方法的准确性。之后对两种稳态仿真方法:旋转壁面法和MRF（多重参考系）法进行对比研究,确定好后续的车轮区域建模方法。为研究旋转车轮在整车上的流动机理,首先对孤立旋转车轮和整车旋转车轮工况进行了对比研究,发现由于轮腔的遮挡使得整车工况车轮前部高压区范围变小,车身侧面对气流的遮挡使得车轮外侧经轮辐间隙流入轮毂空腔的气流减少,降低了轮辐与气流的相互作用力,但轮腔的存在,使得车轮顶部来流到达车轮后方时受到轮腔的挤压而向前回流,因此在整车工况车轮后部的轮肩涡消失,这一定程度上减少了后部气流对车轮的拖拽,有利于改善车轮周围气动性能。之后对整车旋转车轮与整车静止车轮工况进行对比研究,发现车轮旋转会使得轮-地交界面附近的气流积聚,局部增大前部高压区从而增大阻力系数,但车轮旋转会改善车轮后部尾流,尤其是后轮尾流气流可以改善整车尾流区结构。在对车轮旋转的整车周围流场结构有了详细了解的基础上,对车轮及其周围的两大结构部件:阻风板和轮辐分别进行了研究分析。设计了平面形和弧形两种阻风板,研究发现阻风板的存在会大大减少前方来流对前轮的冲击,使得前轮高压区范围大大减小,并且有利于降低前轮腔内流动的复杂度;此外阻风板的存在补充了向后方流动的气流能量,使得车轮内侧马蹄涡难以形成,降低了车轮后部流动复杂度。弧形阻风板与平面形阻风板相比更利于气流过渡,使得弧形阻风板局部高压区范围低于平面形阻风板,同时弧形阻风板更利于气流往车轮外侧扩散,相比于平面形阻风板,进入车身底部的气流大大减少,这使得车底气流与车身底部内凹部位的作用减弱,对气动性能贡献巨大。对于轮辐的研究通过设置相同形状、不同数量的轮辐来研究不同轮辐结构对气动性能的影响。研究发现,在前轮区域轮辐数增多使得轮辐间隙变小,一方面降低了车轮两侧气流的相互干扰,使得气流有更多能量向后方流动,有利于压缩前轮尾流,改善气动性能;另一方面会导致轮毂空腔内气流积聚而使得压力上升,这会增大前轮附近的阻力系数,因此需要选择合适的前轮轮辐数量以达到最佳气动性能。而车辆后轮处于前轮尾流区,不同工况的前方来流对后轮的冲击力相差不大,但随着后轮轮辐数的增多,补充了向后方流动的气流能量,有利于改善车辆尾流区,但轮辐数增多会使得轮辐叶片与气流的接触面积增大,进而增大了车轮与气流间的相互作用力,导致等效风阻增大,因此也需要结合实际情况设计后轮轮辐数,以达到最佳气动性能。
郝雷[2]（2021）在《智能网联汽车高速队列行驶气动特性与油耗排放相关性研究》文中研究说明随着社会的发展,技术的进步,汽车产业也将迎来翻天覆地的变化,在物联网飞速发展的背景下,智能交通系统与物联网融合延伸为车联网,车联网作为通信领域与智能交通领域的重要课题,在未来的无人驾驶与车队巡航控制中占据重要地位。其中自主车队巡航控制作为车联网应用的主要领域,近年来得到了人们广泛的关注。愈发成熟的车联网技术,引领着智能交通发展的方向,促使人—车—路系统向安全、节能、环保的方向发展,使得车辆以小间距队列行驶的能力大大提高。相关研究表明,车辆采用纵向队列的模式行驶不仅可以提高道路通行能力,减少交通事故的发生,还能减少燃油消耗和尾气排放,在提高道路交通安全水平的同时带来了节能环保效益。因此,对车辆在智能网联环境下的队列行驶进行研究十分必要。本文对队列行驶车辆的气动特性及油耗排放的相关规律进行了研究,首先在三维建模软件CATIA中建立客车和轿车空气动力学模型,利用空气动力学仿真软件star ccm+得出两车及三车队列行驶车辆的气动特性规律,然后根据队列行驶车辆间距变化所导致的车辆气动阻力系数的变化,利用整车动力性、经济性仿真软件AVL cruise建立整车动力模型,仿真得出队列行驶汽车随车辆间距变化油耗排放的变化规律。通过仿真结果得出:队列行驶车辆随着跟车距离的减小,两车气动阻力系数都逐渐降低,在两车间距缩小到一定量时,两车间的流场相互形成干扰,前车的阻力系数降低,后车的阻力系数升高。由仿真结果可知,随着车辆间距变化,两车队列中客车NOx可降低0.3%～3.6%、HC可降低0.5%～3.1%、CO可降低0.3%～2.7%及节省0.2%～2.3%的燃油消耗;两车队列中轿车NOx可降低0.5%～10.4%、HC可降低0.2%～6.6%、CO可降低0.4%～8.2%及节省0.2%～6.1%的燃油消耗。其次,将空气动力学及油耗排放仿真结果得出的队列行驶车辆间距同油耗排放的变化规律利用MATLAB拟合后作为优化目标函数,采用粒子群算法对队列行驶的车辆间距进行优化,得到车辆队列在基于安全距离的最优环保队列行驶车辆间距,通过对优化结果进行仿真得到优化车辆间距后的客车队列NOx、HC、CO、油耗最多可降低3.04%、2.82%、1.79%、1.33%;轿车队列NOx、HC、CO、油耗最多可降低5.14%、3.63%、3.29%、2.71%;轿车尾随大巴队列NOx、HC、CO、油耗最多可降低1.71%、1.89%、1.71%、1.32%。最后利用转鼓和PEMS设备测试以优化后车辆间距队列行驶的客车和轿车的油耗排放,在转鼓实验平台上模拟车辆队列行驶状态并用PEMS对两车队列以不同车辆间距行驶的油耗排放进行测量,将得到的结果同仿真进行比较,最终结果表明仿真结论可靠。
刘江[3]（2020）在《基于后视镜造型的汽车侧窗水污染仿真与控制》文中研究指明汽车已成为人们日常生活中不可或缺的一部分,从满足基本的代步需求到追求更高品质的需要使得人们对汽车各方面性能的要求越来越高。汽车在雨天高速行驶时,雨水和汽车相互作用使得前风窗与侧窗通常会出现一定程度的视野受阻问题,这对于高速行驶的汽车安全至关重要,严重时会发生惨烈的交通事故导致生命和财产的重大损失。前风窗视野问题可通过汽车雨刮器解决,侧窗上的污染通常来自前风窗雨刮器排水与后视镜影响,较难解决。因此,研究汽车在雨天行驶时的侧窗污染来源与污染规律、通过有效的设计减轻侧窗水相分布具有非常必要的理论意义与工程应用价值。本文采用格子玻尔兹曼方法求解流场结构,而流场中液滴运动轨迹与车身表面液膜的沉积与流动分别利用离散相模型与欧拉壁面液膜模型求解,详细考虑了液滴与车身可能发生的一系列现象如液滴破裂、飞溅、再夹带等,保障了数值模拟的准确性。通过对DrivAer模型的多相流数值模拟,分析了汽车前风窗及侧窗的污染过程,探索A柱溢流机理,并对A柱溢流现象进行控制。仿真结果表明除了A柱溢流污染,侧窗还存在大量由于后视镜影响而造成的雨水污染,该污染主要由于不合理的后视镜造型设计对流场形成扰动,导致携带液滴的气流对侧窗造成冲刷形成污染,并将其归纳为三种污染来源。为更好地分析和评价后视镜对侧窗造成污染影响,将侧窗进行区域划分,并建立评价标准RC值作为衡量污染轻重的定量指标。得出后视镜对侧窗的污染机理后,本文从后视镜造型因素出发,进行了十种造型因素对侧窗污染的研究,分别为后视镜三角基座尾部挡板、有无基座、后视镜镜柱长度、尺寸、安装位置、后视镜镜罩迎风角度、内侧扩散角、前缘倒角、后缘离去角、后脸深度,通过改变各因素改变流场结构从而影响液滴运动轨迹,并对其中多种因素进行其尺寸上的影响规律探索。通过各因素对侧窗污染影响研究,探索各因素之间的相互关系和综合效果,得到能够改善侧窗污染的有效方案,并对其中几种进行组合,得到优化后视镜模型。结果显示侧窗底部象限污染RC值仅为0.211,相比原模型总体减小41.4%,但低于各因素改善比例之和,说明各因素之间存在耦合作用关系。最后对该优化模型和原模型进行了不同速度与不同降雨量工况下的性能评估,以验证该模型的适用性,结果表明该优化方案在速度较高、雨量较大时仍然具有较好的改善效果。本文探索了一套基于格子玻尔兹曼方法与离散相模型的用于研究汽车前风窗、侧窗污染现象的数值仿真方法,分析和揭示了不同后视镜造型因素对于侧窗污染影响机理,深入探索了各因素尺寸对侧窗污染的影响规律。本文的研究方法和结论对汽车后视镜研发与改善雨天汽车侧窗污染具有一定的借鉴价值,为今后学者研究与企业车型开发提供了参考。
惠政[4]（2020）在《基于等离子体主动流动控制的车辆减阻研究》文中研究表明介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器因其结构简单、响应迅速、功耗低、易于布置等优点,已逐渐成为流动控制领域的重点研究方向之一。本文将DBD等离子体激励器应用于汽车尾流场流动控制研究,通过气动力测量、表面压力测量、PIV速度测量等风洞试验方法,分别阐述了线形等离子体激励器以及等离子体涡发生器对Ahmed模型尾流场的控制机理及规律;同时,基于静态试验获得的离子风速度特性对Suzen仿真模型进行参数修正,提高了离子风仿真精度,成功应用于汽车复杂外流场的流动控制仿真中,并且,修正后的Suzen模型可作为重要的参考模型应用于不同领域的流动控制研究中。首先,在静态环境下研究了离子风的气动特性,分析了线形等离子体激励器结构参数及激励参数对离子风强度的影响,并以最大离子风速度为主要指标,确定了激励器上下电极宽度、电极间隙、介质厚度、激励频率等参数,提高了激励器性能;试验测得不同激励电压下离子风的速度特性,为建立离子风强度与流动控制效果之间的联系以及仿真模型的参数修正提供了详细的数据参考。其次,利用线形等离子体激励器对快背式Ahmed模型尾部流动进行了比较全面的研究,分析了激励器安装位置、激励电压、来流风速、侧风环境以及多组激励器组合工况对减阻效果的影响。研究发现,线形激励器可以通过在气流分离点流向注入动量抑制模型尾部斜面上方分离泡的产生。尾部斜面表面压力的变化受局部气流加速以及斜面上方分离区抑制两个因素的影响,虽然斜面顶部的气流加速导致该区域的压力下降,但分离区的抑制导致了尾部区域的整体压力上升,从而减小了气动阻力。在最大离子风速度与自由来流之间速度比达到17%以上时,激励器控制即可以达到最大减阻率,约为-7.9%,存在侧风时,激励器产生的减阻效果随着横摆角度的增大逐渐下降。第三,将线形等离子体激励器与弧形尾板结合,对方背式Ahmed模型进行流动控制研究,分析了尾板直径、激励器安装角度、激励电压等参数对减阻效果的影响。研究发现,线形等离子体激励器可有效推迟气流在尾板上的流动分离,缩短尾迹长度,同时平顺尾流,使尾流中的平均压力提升,进而起到减阻的效果。不同激励器安装位置下的减阻率对比发现,15°安装角度时的减阻效果最优。最佳尾板尺寸并不固定,取决于该风速下激励器起到的主动减阻率与尾板起到的被动减阻率占总减阻率的比重。风速较低时,主动减阻率占优,此时最佳尾板直径与获得最大主动减阻率时的尾板直径相同,为40mm;在高风速时,离子风控制能力下降,此时被动减阻率占优,最佳尾板直径与获得最大被动减阻率时的尾板直径相同,为50mm。低风速时,17kV的激励电压可获得9.02%的最大总减阻率,若离子风强度继续提高,有望获得更大的减阻效果。第四,将等离子体涡发生器（DBD-VG）应用于快背式Ahmed模型尾流控制研究,分析了涡发生器对向距离、背向距离、流向长度、安装位置等因素对减阻效果的影响。研究发现,DBD-VG诱导的流向涡可通过增加来流湍流度,促进模型尾部斜面上方高速气流与近壁面低速气流的相互掺混,从而抑制分离泡的产生,起到减阻的效果。减阻效果随着DBD-VG总放电长度的减小而下降,但DBD-VG的背向距离对减阻率影响最大,其次是对向距离,而流向长度的缩短,对减阻率的影响最小。安装DBG-VG时,要尽量将激励器末端布置在分离线上,使得纵向涡的生成及发展在分离线之前,起到的流动控制效果最佳。DBD-VG不需要精确布置在气流分离点,因此比线形等离子体激励器更具通用性,在低速时,13kV激励电压可获得高达-8.51%的减阻效果,相比线形激励器具有更强的流动控制能力,但同时需要消耗更多的能量。第五,利用Suzen提出的数值仿真模型,通过自定义标量方程,将求解等离子体方程得到的洛伦兹力引入到纳维-斯托克斯方程的体力项中,实现等离子体方程与流体方程的耦合求解。利用离子风的静态试验结果对Suzen模型进行修正,使其适用于不同激励电压条件,为研究等离子流动控制提供了一个满足不同激励强度的仿真参数;修正后的体积力与电荷密度分布符合等离子体放电的变化趋势,得到的最大离子风速度与试验结果误差在5%以内。将修正后的Suzen模型成功应用于汽车外流场流动控制,与风洞试验结果具有较好的一致性。同时,大涡模拟的瞬态数值计算表明,激励器抑制了模型尾部周期性分离涡的产生,使尾流中涡量显着下降,从而减小了能量耗散,降低了模型气动阻力。本文通过风洞试验与数值仿真研究,推动了等离子体流动控制技术在汽车减阻领域的发展,为该技术的实际应用积累了重要的经验方法与数据基础。
曹庆炜[5]（2020）在《车轮旋转对DrivAer模型气动阻力的影响研究》文中研究指明随着我国科技的发展,汽车已经成为人们生活所必需的交通工具。汽车车轮附近的流动状态是汽车空气动力学研究的重点,在车轮的空气动力学研究当中,车轮的运动状态是其中最为主要的问题,车轮旋转将会影响到评价汽车空气动力学性能的好坏,车轮旋转对整车的气动力、噪声、热管理和水管理等方面都有极大的影响。虽然现有多种方法可以在仿真中实现车轮旋转,但每种方法各有优劣且不能满足当下汽车空气动力学需求。因此分析汽车车轮旋转方法的优异,找到更符合实际运动的仿真方法,并研究车轮旋转对汽车气动阻力的影响,具有非常重要的意义。本文基于CFD仿真方法,利用计算流体力学软件STAR-CCM+,对旋转车轮附近的流场进行研究。主要研究内容如下:（1）首先计算圆柱旋转,研究物体旋转影响流场的机理:旋转会改变分离点的位置,影响模型前后压力差,改变流场结构。（2）然后以单个车轮和快背式DrivAer模型为研究对象,通过风洞试验PIV技术探索旋转对流场结构的影响,研究发现单个车轮旋转时,尾部无规则湍流运动变得更具规律性;整车车轮旋转时,车尾旋涡变小并且旋涡位置向后移动。（3）其次研究不同旋转方法的区别,对比分析旋转壁面（Rotating Wall,RW）、多重参考坐标系（Multi Reference Frame,MRF）及滑移网格（Sliding Mesh,SM）,探索不同旋转仿真方法的差异。研究结果表明,不同的旋转方法获得车轮附近流场存在较大区别,获得的流场数据也相差较大。根本原因为算法上的不同,RW方法仅仅是网格节点赋予角速度进行计算,且车轮一些横向表面流场没有正确地流动;MRF方法则是引入参考坐标系进行旋转,同时因为参考系的引入也带来了压力梯度,仅数值上的坐标系进行了旋转;SM方法则是实时地网格旋转运动,真实地反映运动工况,但与MRF方法相同不能处理车轮旋转时与地面接触的情况。根据各自优缺点将旋转方法进行组合,找到两种组合方法:SMRW方法（SM and RW,SMRW）和MRFRW方法（MRF and RW,MRFRW）。通过仿真计算并与试验结果对比,研究发现两种方法几乎不受到任何限制,但MRFRW方法与试验值误差较大,而SMRW方法在允许误差之内具有较高的准确性,最终确定SMRW方法为本文研究车轮旋转的仿真方法。（4）最后计算不同造型的DrivAer模型并采用前面提出的SMRW方法应用到本文接下来的研究中,研究车轮旋转对整车气动阻力的影响。通过计算不同造型DrivAer以不同的车速行驶,发现车轮旋转对气动阻力影响较大,DrivAer模型车轮旋转比车轮静止时受到的阻力有所降低,车轮旋转后直接改变了原来气流的静止状态,带动车轮附近气流流动减小了车轮后面滞留区域,改变了车身底部流场进而影响汽车车尾部的流动状态。计算结果表明阶背式和快背式的阻力系数降幅基本相同,方背式降幅最小。
邵南[6]（2017）在《汽车超车过程中外流场涡流结构研究及气动性能优化》文中认为随着高速公路与汽车工程的发展,汽车的安全行驶速度逐步提升,在高速行驶中的侧风、超车、队列行驶工况发生得更为频繁。汽车在上述工况下高速行驶时的稳定性与安全性问题备受关注。根据汽车空气动力学的研究,汽车的气动力的大小与车速呈正相关,也就是说,当车速提高时,汽车各气动力全面增大。以气动阻力和升力为例,阻力与升力的提高,会引起汽车的油耗增大、地面附着力降低等现象,而这些现象都将成为汽车行驶中的隐患。当汽车在道路上高速行驶时,其外流场的变化与汽车稳定性联系紧密。在特定情况下,外流场的小幅变化,就能够引起汽车气动力发生大幅波动,进而影响汽车的稳定性。所以探究汽车外流场变化与汽车稳定性之间的联系,并利用这种联系,来提高汽车稳定性、优化汽车性能及气动造型,是一种行之有效的方法。本文在各种道路工况中,着重讨论了超车工况,因为超车工况是高速公路上最常发生,并且对气动力影响极大的工况。当车辆在高速行驶时与其他车辆发生超车行为,两车周围流场都发生剧烈变化,导致两车气动力产生剧烈波动。气动力的剧烈波动对汽车稳定性非常不利,有可能导致两车互相靠近。更为严重的是,由于两车周围流场的互相影响,会使汽车的安全行驶速度降低。在这种工况下,汽车可能会在较低的速度下就离开地面（地面附着力减小至0）,这将降低转向系统的响应,并引起驾驶员对于路面情况的误判甚至引起误操作,严重影响车辆的安全性与稳定性。本文进行了以下几个方面的研究:（1）本文首先针对不同尾部造型的汽车的外流场涡流结构进行了广泛了解,对阶背式汽车、快背式汽车及直背式汽车的尾部涡流结构进行了细致的归类总结,为后续研究做好理论基础。（2）对于气动力的计算方法进行了细致研究。传统的气动力计算方法主要分为两种,一种是利用风洞实验或道路实验进行完整超车过程并用传感器来记录完整的气动力变化过程,另一种方法是利用仿真软件模拟超车过程来计算整个过程中气动力变化。本文提出了一种计算汽车侧风超车工况下横向气动力的新方法——半解析估算法,并计算了侧偏力系数与横摆力矩系数。此方法能够快速且准确的计算出超车过程中的危险点并估算气动力大小,计算结果可为传统方法提供有效指导,有利于提高风洞实验与数值模拟实验的效率与道路实验的安全性。由于当车辆在侧风环境中超车时,作用于车辆上的气动力会发生突变,严重影响汽车的操纵稳定性与行驶安全性。所以快速判断气动力发生突变的危险点并正确计算气动力大小,有利于提高汽车的安全性。（3）通过建立仿真模型对于两种相同类型汽车的超车过程中气流及涡流结构的变化进行了详细的分析。此仿真过程说明了在超车过程中,对车辆气动力影响最大的涡流结构是如何产生及变化的。在此研究中,通过Ansys/FLUENT软件对超车过程的流场变化情况进行模拟,使用滑移网格机制来实现车辆的移动。由于引起气动力改变的根本原因是外流场的改变,本文对于外流场的变化机制进行了非常广泛深入的研究。以前的研究主要集中于对超车过程中车辆横向气动力变化的讨论,而本文更为广泛的研究了超车过程中包括升力系数在内的全部气动力。并且本文从涡流层面上研究了引起外流场变化的根本原因。（4）除了研究两种相同类型汽车超车过程中流场的变化,本文还探究了两种不同类型汽车的超车过程。在高速公路上,当一个小型车加速超过一个大型车时,小型车司机能够明显感受到其气动力发生巨变,表现为小型车有明显偏离行驶方向的趋势,或明显“发飘”。而针对这种危险情况的研究却较少。之前的研究大部分都是针对两外形尺寸相似的车的超车情况的研究,而其实小型车超大型车的情况也非常常见,并且在此种工况下小型车气动力变化更加剧烈。本文选取一辆小轿车和一辆大客车来代表两个尺寸差别较大的汽车。研究目标为探究超车过程中外形尺寸影响涡流结构的机制。本文的研究结果能够为汽车外形优化及提高操纵稳定性提供理论依据。（5）根据前文的研究,本文最后提出一种优化汽车尾流的新方法——边缘旋转圆柱法,对汽车尾涡进行优化。此方法将两个旋转圆柱分别安装在一客车的车尾上边缘及下边缘,对汽车的尾部流场进行优化。由于在汽车高速行驶过程中,尾涡对气动力及汽车稳定性有显着影响。所以,优化汽车尾涡是提高汽车的气动性能、操纵稳定性及燃油经济性的有效途径。经过仿真验证,此方法能够有效降低压差阻力、增加负升力、提高侧风稳定性。而且,此方法不仅能够优化安装了尾流优化装置的汽车的尾流,而且能够优化在道路行驶过程中与其互相作用的车辆的尾流。总之,此方法能够有效优化汽车周围流场,并且提高其操纵稳定性及燃油经济性。
李姝红[7]（2017）在《车联网环境下乘用车节能队列研究》文中研究说明汽车工业的迅猛发展,在给人们带来生活便利的同时,也导致了交通拥堵、能源短缺、环境污染等一系列问题;科学技术的进步,使车联网成为了国际智能交通领域的新热点,引领了智能交通发展的方向,这也促使人—车—路—环境系统向信息化、智能化、环保化方向发展。相关研究表明,采用队列行驶模式不仅可以大大提高道路通行能力,减少交通事故的发生,还能减少燃油消耗和尾气排放,在提高道路交通安全水平的同时带来了节能环保效益。因此,本文采用数值模拟方法对车联网环境下乘用车节能队列进行了深入研究。本文以车联网环境为研究背景,采用队列行驶模式对乘用车进行节能研究,研究采用Driv Aer汽车模型进行空气动力特性分析,该模型不同于高度简化的Ahmed模型和SAE模型,使得试验结果更接近实际情况。选用XFlow软件进行数值模拟仿真试验,从空间离散方式、湍流模型选择和数值算法选择三个层面对该CFD仿真软件的主要特点进行了阐述,从介观动理学模型、格子玻尔兹曼方法和大涡模拟法对其基本理论基础进行了介绍。本文假设在车联网环境下进行理想的试验研究,即车间有良好的通讯且忽略车辆操作延误等因素干扰,首先研究汽车外形对队列行驶的影响,因为道路上行驶的汽车种类繁多,车身形状各不相同,所以选取三种比较有代表性的车身外形:直背式、阶背式、快背式Driv Aer汽车模型进行试验研究,所选择的三种Driv Aer模型除尾部形状结构不同外,前端几何形状完全相同。试验分别针对单车、两车队列进行仿真,通过对单车和两车队列速度场、压力场的比较分析,揭示了汽车队列行驶的减阻机理。研究结果表明,三种汽车模型队列行驶时的尾流场并不相同,但队列行驶的减阻机理是一致的:队列行驶时前车尾部的涡流与后车流场之间相互影响,后车流场的存在使前车的尾涡区域稍有减小,前车流场的“屏蔽”作用使后车头部正压区明显减小,使后车的尾涡强度降低,所以队列行驶两车的气动阻力都减小。在此研究的基础上选用阶背式Driv Aer汽车模型研究车间距对队列行驶的影响,设定仿真速度恒为22m/s,在0L3L（L:车身长度）之间选取11种车间距,针对两车、三车队列进行数值仿真试验,并对0.5L、1L、3L三种车间距下的两车、三车队列汽车外流场速度场和压力场分别进行了分析,得到了两车、三车队列气动阻力与车间距的关系曲线和节油率与车间距的关系曲线。本文选用阶背式Driv Aer汽车模型进一步研究车速对队列行驶的影响,设定车间距为1L,采用两车队列在60km/h120km/h之间选取了7种车速进行数值仿真试验,并对16m/s、22m/s和34m/s三种车速下的单车和两车队列的压力场进行了分析,得到了节油率随车速变化的关系曲线。本文研究为车联网环境下汽车队列行驶提供了理论依据,为以后的相关研究工作提供了方法基础。
王子杰[8]（2016）在《典型轿车瞬态气动特性实验研究》文中进行了进一步梳理在当今世界能源紧张、环境污染等严重问题下,汽车行业也承受着严峻的考验,虽然新能源汽车方向在逐渐发展,但是节能减排的要求依然是汽车行业当下以及未来不得不面临的亟待解决的现实问题。而对汽车进行有效地气动减阻是解决汽车节能减排的主要方式之一,这就需要对汽车流场有一个深入地认知,只有了解汽车尾流场结构和形成机理才能更高效地改善汽车空气动力性能。因此,本文选取了国际标准模型MIRA的四款车型:阶背式、快背式、方背式以及皮卡,并在汽车风洞中进行了瞬态流场PIV实验,在风速为27.78m/s下获取了四款车型的尾部流场信息,包括纵向方向分布的5个不同位置截面、横向方向分布的2个不同位置截面和垂直方向分布的4个不同位置截面。并利用Tecplot软件对每个位置的1200张PIV图像进行处理,分别得到瞬态流场涡量图、时均流场涡量图、速度流线图、速度矢量图等,通过时均流场和瞬态流场的对比分析揭示了典型轿车瞬态尾流场的形成机理,并总结出各车型的尾流场结构示意图。本文主要得到以下结论:（1）在阶背式模型尾流场中,A柱涡沿车顶两侧逐渐向尾部中间靠拢延伸,最后在下洗气流的作用下融入到尾流中;模型尾部有一大一小两个涡,即E涡和F涡。E涡的形状犹如“L”型,而非马蹄形;而F涡则是一排交替的小涡结构组成,其特征表现为横向上带有肋结构的卷涡,并成波浪形。（2）在快背式模型尾流场中,存在三个典型的纵向涡:位于尾部中间的是由汽车前端A柱产生的A柱涡,其沿车背中间逐渐向后延伸,并发展了一对对旋的纵向涡;其次是沿车背C柱形成的C柱涡,是一个典型的拖拽涡;位于尾部外侧的是由车底部上翘角而形成的D涡。流经车顶部的气流完全附着在车背上流动,并在车背中间产生了如波浪一般涡结构,同时不断分离出许多子涡。（3）在方背式模型尾流场中,最大的特征就是产生了一个“n”型回流涡,其特征是在垂直方向该涡由外侧向内对旋,在纵向方向该涡是由内侧向外对旋,并且该回流涡主要发生在车背后,同时与车背之间有一段真空区。（4）在皮卡模型尾流场中,尾流涡分布与阶背式十分相似,如尾部同样出现了C柱涡、D涡、E涡、F涡等,这是由于流经皮卡车顶部的气流与阶背式一样,在车背处发生完全脱离,并没有附着在车背上,并不断向后延伸。（5）通过瞬态流场分析揭示了C柱涡和D涡之间的相互作用:C柱涡和D涡相互反向旋转,在相互作用下,各自产生了很多分离涡,即子涡;而C柱涡涡量值非常高,涡径也非常大,所以C柱涡起着主导作用,D涡产生的子涡和C柱涡的子涡便都围绕在C柱涡周围。本文对MIRA模型组的尾部流动分离、涡街生成和脱落以及随时间推移尾流涡非定常的发展过程的深入研究将为汽车减阻、造型优化等提供有力的理论基础。
江路铭[9]（2016）在《侧风下队列行驶车辆的气动特性研究》文中进行了进一步梳理随着我国道路和汽车工业的发展,汽车的行驶速度不断加快,汽车的数量逐渐增多,汽车的行驶条件变得越来越复杂。在遭遇侧风时,汽车高速转弯,汽车过隧道,两车相会,这些复杂情况将导致汽车之间产生气流,会对汽车的行驶稳定性和驾驶安全性产生重大的影响,严重时将导致交通事故。在山道上、高速公路上,大客车和小轿车尾随的情况更是经常发生。另外,对于大型客车,如果在山路,高速公路上遇到较强的侧风,会极大地降低大客车的行驶安全性和侧风稳定性。目前,国内对汽车空气动力学研究主要集中于单车方面,对队列行驶车辆的流场分析较少。本文将采用数值模拟仿真以及风洞实验的方法,通过改变队列行驶车辆的间距以及侧风角度,重点研究间距、侧风角度的变化对于队列车辆气动特性和侧风稳定性的影响规律,同时分析大客车尾流场压力系数的变化情况,探索其尾流结构的变化机理,为瞬态数值模拟仿真以及风洞试验奠定坚实的基础,对未来智能交通系统自动驾驶以及多车自动编队行驶具有基础研究的意义。本文主要研究侧风下队列行驶车辆的稳定性,从侧风角度和队列车辆行驶间距两方面对大客车和厢式车进行研究,本文的研究主要有以下四个方面:一、通过数值模拟仿真以及风洞试验研究了大客车单独行驶时大客车外流场的空气动力特性,分析了流场的变化趋势,验证了仿真方案的正确性。二、通过进行队列车辆在几种不同横摆角下（β=0°、5°、10°、15°）的风洞试验以及数值模拟仿真,着重关注了侧风条件下大客车的气动阻力、气动侧向力以及气动升力的变化,验证了侧风下队列行驶车辆数值模拟仿真方案的正确性。三、通过对比侧风作用下车身表面压力分布,分别对其气动特性和外流场进行分析,分析了侧风下队列行驶车辆的周围流场变化,比较侧风对队列车辆气动特性的影响。四、进行PSI压力测试试验,获取侧风下队列车辆在三种不同间距（0.6m、1.2m、1.8m）的风洞试验数据,进行大客车尾流场的气动特性研究;重点研究尾流场压力系数的变化,探索尾流结构变化机理,分析了间距以及侧风强度对大客车尾流结构的影响。
郭鹏[10]（2015）在《基于尾部流动结构的车辆气动减阻技术研究》文中研究指明汽车是人类生产生活中的重要工具之一。随着汽车保有量逐年升高，能源与环境问题日益凸显。面对能源危机与环境恶化，人们意识到降低车辆行驶阻力，提高燃油经济性的必要。汽车行驶中所受阻力分为气动阻力与滚动阻力。当车速较高时，气动阻力在总阻力中所占比例较大，发动机做功的较大一部分用于克服气动阻力，因此降低车辆气动阻力对提高燃油经济性意义重大。汽车行驶时所受气动阻力主要来自于车身前后的压差阻力，车身尾部分离流动在尾部形成的负压区是汽车压差阻力的主要来源。如果能够提高车身尾部压力，那么将使车身前后压力差减小，气动阻力随之降低。而车身尾部压力与尾部分离流动结构直接相关，因此为了降低汽车气动阻力，改变车身尾流结构是非常重要的。本文依托吉林省科技发展计划支撑项目，针对汽车尾流结构开展气动减阻研究。由于汽车尾部造型各有不同，为避免不同车型的尾部造型差异所带来的影响，对比以往研究，本文选择具有车辆尾部典型特征的35°倾角Ahmed模型作为研究对象，采用数值仿真与风洞实验相结合的研究方法，使用隔板与圆孔射流技术两种方法对模型尾流结构进行控制，研究这两种方法的减阻机理。首先，本文进行了Ahmed模型尾流场的仿真与实验验证研究。使用雷诺时均法SST k-ω湍流模型对35°Ahmed模型尾流场进行数值仿真，发现流动在该模型尾部近场分离产生四个主要分离涡，即顶部与底部的横向分离涡及两侧分离产生的纵向拖拽涡对，拖拽涡对在模型下游发展时成为主要流动结构。模型顶部分离涡与底部分离涡构成模型尾部回流区，其中顶部分离涡所占空间较大，因此其对模型尾部压力分布影响较大。使用针对本模型设计低干扰风洞实验台对数值仿真结果进行风洞实验验证，发现仿真结果与实验结果吻合较好，验证了本文采用的数值仿真方法的正确性与可靠性。使用SST-DES方法获得Ahmed模型尾部y=0截面瞬时流场信息，利用POD本征正交分解对所得瞬态流场进行分解，分析模型尾流场中的含能结构，发现尾部分离涡结构占总能量比例较高。其次，开展了门字形隔板对Ahmed模型尾流结构控制的减阻研究。针对Ahmed模型尾流结构特点，提出门字形隔板减阻方法。在Ahmed模型尾部斜面上布置门字形隔板将模型尾部两侧分离产生的纵向拖拽涡与顶部分离产生的顶部分离涡隔离，研究隔板的宽度及布置位置变化对模型气动阻力的影响。研究表明门字形隔板可以有效抑制两侧拖拽涡的发展，模型顶部分离位置推迟到顶部隔板后缘，顶部分离涡涡核向模型后上方偏移，模型尾部斜面压力升高，气动阻力系数降低。使用针对本模型设计的低干扰风洞实验台对隔板数值仿真结果进行风洞实验验证，发现仿真结果与实验结果所得减阻规律一致。在所研究的三种宽度的隔板中，宽度w=50mm的隔板减阻效果较好。本研究中最佳减阻效果为隔板宽度w=50mm、间距e=10mm，数值仿真最佳减阻率为8.39%，风洞实验验证减阻效果为7.63%。再次，进行了射流对Ahmed模型尾流结构控制的减阻研究。针对Ahmed模型尾流结构特点，使用射流对模型顶部分离涡进行控制。在风洞实验研究中，由于所使用的射流孔孔径及射流速度较小，减阻效果并不明显。在数值仿真研究中，使用孔径较大的射流孔，发现射流可以有效控制尾流结构，抑制模型尾部拖拽涡，顶部分离涡向下游移动，提高了模型尾部压力系数，使得模型气动阻力降低。其中在顶盖后缘及斜面上边缘布置法向射流可以达到5%的减阻效果，而在斜面上边缘使用水平射流在较低的射流速度下才有减阻效果。顶盖后缘及斜面上边缘设置法向射流，随着射流速度的增加，气动阻力系数先减小后增加，而在斜面上边缘设置水平射流时，随着射流速度升高，气动阻力系数先减小后增加，在射流速度高于32m/s后失去减阻效果。然后，针对某卡车模型进行门字形隔板对尾流控制减阻应用研究。在某卡车模型尾部添加门字形隔板对模型顶部及两侧分离流动进行控制，发现门字形隔板使货箱尾部分离向后移动至隔板后缘，尾部分离区变窄，货箱尾面压力升高，模型气动阻力降低。对比不同位置和不同宽度隔板对气动阻力的影响，具有较好减阻特性的是宽度w=50mm的隔板，而当e=10mm时，达到最佳减阻效果3.88%，风洞实验得此种工况减阻效果为4.10%。最后，针对某轿车模型进行射流对尾流控制减阻应用研究。借鉴射流在Ahmed模型上的减阻研究，在顶盖与后风窗交接处添加射流孔，发现射流使后风窗上的气流不再附着，而是提前分离，车身行李箱盖竖直面与后围表面压力系数升高，气动阻力降低。数值仿真与风洞实验所得气动阻力系数随射流速度变化趋势一致，均为先减小后增加。风洞实验的减阻效果略低于数值仿真，两种方法在射流速度为40m/s时，减阻效果最佳，其中数值仿真减阻3.51%，风洞实验减阻3.26%。本文以35°Ahmed模型为研究对象，利用数值仿真与风洞实验方法，研究模型尾流结构特征，在此基础上开展门字形隔板及射流减阻研究，本研究成果具有重要的学术与工程应用价值，为进一步的实际车型气动减阻提供理论依据。
二、折背式轿车尾流结构研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、折背式轿车尾流结构研究（论文提纲范文）
（1）车轮旋转条件下汽车周围流场的流动机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内研究现状 |
| 1.3 国外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 气动特性研究基础 |
| 2.1 模型及实验介绍 |
| 2.1.1 模型介绍 |
| 2.1.2 实验条件 |
| 2.2 数值模拟理论基础 |
| 2.2.1 湍流控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 计算域与边界条件设置 |
| 2.3.1 计算域与加密域 |
| 2.3.2 边界条件设置 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 仿真方法研究 |
| 3.1 网格策略 |
| 3.1.1 面网格处理 |
| 3.1.2 方案分析 |
| 3.2 车轮建模方法 |
| 3.2.1 旋转壁面法 |
| 3.2.2 MRF法 |
| 3.3 仿真方法准确性 |
| 3.3.1 数值结果对比 |
| 3.3.2 压力系数对比 |
| 3.4 旋转壁面法和MRF法对比分析 |
| 3.4.1 阻力系数对比 |
| 3.4.2 流场结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 汽车周围流场对比研究 |
| 4.1 孤立旋转车轮与整车旋转车轮对比研究 |
| 4.1.1 孤立静止车轮与孤立旋转车轮 |
| 4.1.2 孤立旋转车轮与整车旋转车轮 |
| 4.2 整车静止车轮与整车旋转车轮对比研究 |
| 4.2.1 数值结果分析 |
| 4.2.2 前轮流场分析 |
| 4.2.3 后轮流场分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 车轮区域部件作用机理研究 |
| 5.1 前轮阻风板 |
| 5.1.1 方案设计 |
| 5.1.2 数值结果分析 |
| 5.1.3 流动机理研究 |
| 5.2 轮辐 |
| 5.2.1 方案设计 |
| 5.2.2 数值结果分析 |
| 5.2.3 流场机理研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（2）智能网联汽车高速队列行驶气动特性与油耗排放相关性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 队列行驶车辆气动特性研究现状 |
| 1.2.2 机动车油耗排放影响因素研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 空气动力学及油耗排放理论基础 |
| 2.1 空气动力学理论 |
| 2.1.1 气动阻力及其构成 |
| 2.1.2 湍流基本控制方程 |
| 2.1.3 湍流模拟方法 |
| 2.1.4 湍流模型 |
| 2.1.5 湍流模型的选取 |
| 2.2 油耗排放基础理论 |
| 2.2.1 汽车的行驶阻力 |
| 2.2.2 燃油经济性及排放 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 队列行驶汽车空气动力学仿真 |
| 3.1 整车模型 |
| 3.2 空气动力学建模及仿真 |
| 3.2.1 CFD数值模拟软件 |
| 3.2.2 空气动力学模型 |
| 3.2.3 仿真计算域 |
| 3.2.4 计算域网格划分 |
| 3.3 两车队列仿真结果分析 |
| 3.3.1 两车队列气动阻力特性分析 |
| 3.3.2 两车队列速度特性分析 |
| 3.3.3 两车队列压力特性分析 |
| 3.4 三车队列仿真结果分析 |
| 3.4.1 三车队列气动阻力特性分析 |
| 3.4.2 三车队列速度特性分析 |
| 3.4.3 三车队列压力特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 队列行驶汽车油耗排放仿真 |
| 4.1 油耗排放建模及仿真 |
| 4.1.1 仿真平台AVL cruise |
| 4.1.2 模型建立 |
| 4.1.3 模块组件设置 |
| 4.1.4 仿真工况设置 |
| 4.2 仿真结果分析 |
| 4.2.1 队列车辆油耗排放特性 |
| 4.2.2 队列整体油耗排放特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于安全约束的队列行驶汽车环保间距优化 |
| 5.1 粒子群算法简介 |
| 5.1.1 粒子群算法基本原理 |
| 5.1.2 粒子群算法构成要素分析 |
| 5.2 目标函数的建立 |
| 5.2.1 队列行驶油耗排放规律拟合 |
| 5.2.2 建立目标函数 |
| 5.3 算法优化 |
| 5.3.1 两车队列环保间距优化结果 |
| 5.3.2 三车队列环保间距优化结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 实车实验 |
| 6.1 实验设备 |
| 6.1.1 底盘测功机 |
| 6.1.2 便携式车载排放测试系统(PEMS) |
| 6.1.3 PEMS测试数据质量保证 |
| 6.2 实验方案 |
| 6.2.1 转鼓与PEMS对比实验 |
| 6.2.2 队列行驶优化间距实验 |
| 6.3 试验结果分析 |
| 6.3.1 队列单车实验结果验证 |
| 6.3.2 队列整体实验结果验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要研究成果 |
| 附录 |
（3）基于后视镜造型的汽车侧窗水污染仿真与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 汽车空气动力学 |
| 1.1.2 汽车外部水管理及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 计算流体力学的相关方法与模型 |
| 2.1 PowerFLOW基本概念 |
| 2.2 PowerFLOW基础技术 |
| 2.2.1 流体求解器 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 格子玻尔兹曼方法 |
| 2.4 非常大涡模拟与边界层模型 |
| 2.4.1 非常大涡模拟 |
| 2.4.2 边界层模型 |
| 2.5 多相流及相关子模型 |
| 2.5.1 离散相模型 |
| 2.5.2 液滴破裂模型(Break-up) |
| 2.5.3 液滴飞溅模型(Splash) |
| 2.5.4 液滴再夹带模型(Re-entrainment) |
| 2.5.5 壁面液膜模型(Wall-film Model) |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 侧窗污染数值仿真方法及污染分析 |
| 3.1 汽车侧窗污染过程及仿真方法验证 |
| 3.1.1 侧窗污染来源 |
| 3.1.2 雨水污染仿真流程 |
| 3.1.3 雨水污染仿真方法验证 |
| 3.2 DrivAer雨水污染仿真 |
| 3.2.1 仿真方法 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.2.3 边界播种技术 |
| 3.3 后视镜对侧窗污染影响分析 |
| 3.3.1 A柱溢流控制 |
| 3.3.2 无后视镜侧窗污染 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 后视镜造型因素对侧窗污染影响分析 |
| 4.1 后视镜三角基座对侧窗污染的影响 |
| 4.1.1 尾部挡板 |
| 4.1.2 有无三角基座 |
| 4.2 后视镜镜柱对侧窗污染的影响 |
| 4.2.1 镜柱长度 |
| 4.2.2 镜柱尺寸 |
| 4.2.3 镜柱安装位置 |
| 4.3 后视镜镜罩对侧窗污染的影响 |
| 4.3.1 迎风角度 |
| 4.3.2 内侧扩散角 |
| 4.3.3 前缘倒角 |
| 4.3.4 后缘离去角 |
| 4.3.5 后脸深度 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 不同造型因素的组合优化分析 |
| 5.1 造型因素方案统计 |
| 5.2 组合方案及结果分析 |
| 5.3 不同降雨量及速度条件下性能评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于等离子体主动流动控制的车辆减阻研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 等离子体激励器介绍 |
| 1.2.1 等离子体基本概念 |
| 1.2.2 DBD离子体激励器介绍 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 离子风静态试验 |
| 1.3.2 流动控制试验 |
| 1.3.3 数值模拟 |
| 1.4 当前研究不足以及本文主要研究内容 |
| 1.4.1 当前研究不足 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 研究方法与理论基础 |
| 2.1 试验介绍 |
| 2.1.1 模型 |
| 2.1.2 试验设备及测试方法 |
| 2.2 介质阻挡放电基本原理 |
| 2.2.1 放电过程 |
| 2.2.2 德拜长度 |
| 2.2.3 时间尺度 |
| 2.3 等离子体仿真方法 |
| 2.3.1 仿真模型介绍 |
| 2.3.2 偏微分方程 |
| 2.3.3 自定义标量方程 |
| 2.3.4 边界条件 |
| 2.4 分离流动控制思路 |
| 2.4.1 流动分离的产生 |
| 2.4.2 流动分离的控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 离子风静态特性研究 |
| 3.1 静态试验介绍 |
| 3.1.1 激励器参数 |
| 3.1.2 静态试验布置 |
| 3.2 结构参数对激励器气动性能的影响 |
| 3.2.1 电极间隙 |
| 3.2.2 上电极宽度 |
| 3.2.3 下电极宽度 |
| 3.2.4 介质厚度 |
| 3.3 激励参数对激励器气动性能的影响： |
| 3.3.1 激励频率 |
| 3.3.2 激励电压 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 线形激励器控制快背式模型尾部流动研究 |
| 4.1 试验基础 |
| 4.1.1 试验布置 |
| 4.1.2 试验结果及激励器干扰分析 |
| 4.1.3 激励器安装位置 |
| 4.2 激励电压对减阻效果的影响 |
| 4.2.1 10m/s风速下激励电压影响规律 |
| 4.2.2 15m/s风速下激励电压影响规律 |
| 4.2.3 20m/s风速下激励电压影响规律 |
| 4.2.4 25m/s风速下激励电压影响规律 |
| 4.2.5 最大减阻率分析 |
| 4.3 侧风条件下的减阻效果分析 |
| 4.4 多组激励器组合控制效果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 线形激励器控制方背式模型尾部流动研究 |
| 5.1 试验介绍及原车测试结果 |
| 5.1.1 试验布置及参数定义 |
| 5.1.2 原车试验结果分析 |
| 5.2 方背式Ahmed模型尾部流动控制机理研究 |
| 5.2.1 流动控制机理分析 |
| 5.2.2 不同风速下的最大减阻率 |
| 5.2.3 侧风条件下的减阻率变化 |
| 5.3 尾板尺寸及激励器安装角度对减阻效果的影响 |
| 5.3.1 尾板半径对被动减阻的影响 |
| 5.3.2 激励器安装角度对主动减阻的影响 |
| 5.3.3 总减阻率分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 等离子体涡发生器流动控制研究 |
| 6.1 等离子体涡发生器介绍 |
| 6.1.1 涡发生器介绍 |
| 6.1.2 DBD-VG流向涡生成机理 |
| 6.1.3 DBD-VG参数定义 |
| 6.2 DBD-VG在快背式Ahmed模型上的流动控制机理研究 |
| 6.2.1 试验介绍 |
| 6.2.2 DBD-VG流动控制机理分析 |
| 6.2.3 不同风速条件下的减阻率分析 |
| 6.2.4 侧风条件下的减阻规律分析 |
| 6.3 激励器结构参数对模型减阻效果的影响 |
| 6.3.1 对向距离 |
| 6.3.2 背向距离 |
| 6.3.3 流向长度 |
| 6.4 激励器安装位置及其组合工况对减阻的影响 |
| 6.4.1 激励器安装位置 |
| 6.4.2 组合工况下的减阻效果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 Suzen仿真模型修正及其应用 |
| 7.1 Suzen模型求解结果分析 |
| 7.1.1 网格方案 |
| 7.1.2 电势及电荷密度分布 |
| 7.1.3 不同激励电压下离子风气动特性分析 |
| 7.2 susen模型修正 |
| 7.2.1 单个仿真参数对仿真结果的影响 |
| 7.2.1.1 电荷分布 |
| 7.2.1.2 最大离子风速度 |
| 7.2.2 空间分布修正 |
| 7.2.3 最大电荷密度修正 |
| 7.2.4 Suzen模型推广 |
| 7.3 快背式Ahmed仿真分析 |
| 7.3.1 仿真方案及结果验证 |
| 7.3.2 仿真结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
| 发表论文 |
| 专利及软件着作权 |
| 致谢 |
（5）车轮旋转对DrivAer模型气动阻力的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 空气动力学理论基础与前期探索 |
| 2.1 基本原理 |
| 2.1.1 质量守恒方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.1.3 能量守恒方程 |
| 2.1.4 DES湍流模型 |
| 2.2 STAR-CCM+软件 |
| 2.3 前期探索 |
| 2.3.1 方法验证 |
| 2.3.2 考虑地面的圆柱旋转 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 车轮旋转的风洞试验 |
| 3.1 风洞试验基础 |
| 3.1.1 风洞试验简介 |
| 3.1.2 PIV技术 |
| 3.1.3 试验条件 |
| 3.2 风洞试验 |
| 3.2.1 单个车轮试验 |
| 3.2.2 DrivAer比例模型试验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 旋转方法对DrivAer气动阻力的影响 |
| 4.1 单一旋转方法 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 计算域的建立 |
| 4.1.3 边界条件及相关参数设置 |
| 4.1.4 计算结果分析 |
| 4.2 复合旋转方法 |
| 4.2.1 几何模型 |
| 4.2.2 计算域建立 |
| 4.2.3 边界条件及相关参数设置 |
| 4.2.4 计算结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 车轮旋转对DrivAer气动阻力的影响 |
| 5.1 方背式DrivAer |
| 5.1.1 几何模型 |
| 5.1.2 参数设置 |
| 5.1.3 结果分析 |
| 5.2 阶背式DrivAer |
| 5.2.1 几何模型 |
| 5.2.2 参数设置 |
| 5.2.3 结果分析 |
| 5.3 快背式DrivAer |
| 5.3.1 几何模型 |
| 5.3.2 参数设置 |
| 5.3.3 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望及不足 |
| 参考文献 |
| 作者简介和主要科研成果 |
| 致谢 |
（6）汽车超车过程中外流场涡流结构研究及气动性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章. 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 汽车外流场发展概况 |
| 1.3 汽车外形优化研究发展概况 |
| 1.4 本课题的提出及研究内容 |
| 第2章. 汽车外流场结构分析及气动力计算方法 |
| 2.1 常见尾流结构 |
| 2.1.1 阶背式汽车尾流结构 |
| 2.1.2 快背式汽车尾流结构 |
| 2.1.3 直背式汽车尾流结构 |
| 2.2 气动力的计算方法 |
| 2.2.1 实验测试方法 |
| 2.2.2 仿真分析方法 |
| 2.2.3 半解析方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章. 两尺寸相似汽车高速超车过程中外流场涡流结构研究 |
| 3.1 汽车模型的几何尺寸 |
| 3.2 超车过程的数学模型及物理模型 |
| 3.3 仿真试验设计及计算 |
| 3.4 计算域及边界条件 |
| 3.5 计算结果 |
| 3.5.1 仿真有效性验证 |
| 3.5.2 流场初始状态仿真结果 |
| 3.5.3 横向距离对超车过程中两车气动力的影响 |
| 3.5.4 相对速度对超车过程中两车气动力的影响 |
| 3.5.5 超车过程中的速度场变化 |
| 3.5.6 超车过程中的压力场及气流变化 |
| 3.5.7 超车过程中的涡量场 |
| 3.5.8 超车过程中涡流结构及车尾斜面上的压力 |
| 3.6 讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章. 两尺寸差别较大的汽车超车过程中外流场涡流结构研究 |
| 4.1 汽车模型几何尺寸 |
| 4.2 超车的物理模型 |
| 4.3 仿真试验设计及结果 |
| 4.3.1 计算域网格设计 |
| 4.3.2 边界条件设置及仿真有效性验证 |
| 4.3.3 计算分析过程 |
| 4.4 仿真试验结果 |
| 4.4.1 单车仿真结果 |
| 4.4.2 超车过程中的气动力历程 |
| 4.4.3 超车过程中的流场及涡流结构 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章. 一种汽车尾流优化的新方法——边缘旋转圆柱法 |
| 5.1 客车的几何模型 |
| 5.2 仿真试验设计 |
| 5.2.1 网格划分 |
| 5.2.2 边界条件 |
| 5.2.3 仿真有效性验证 |
| 5.3 尾流优化过程及结果 |
| 5.3.1 尾流优化过程 |
| 5.3.2 优化前后流场的变化情况 |
| 5.3.3 车速对圆柱转速的敏感性研究 |
| 5.3.4 系统级能量分析 |
| 5.4 边缘旋转圆柱法在不同条件下的应用 |
| 5.4.1 在侧风条件下的应用 |
| 5.4.2 在超车工况下的应用 |
| 5.4.3 在队列工况中的应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章. 全文总结与研究展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）车联网环境下乘用车节能队列研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 仿真试验设计及燃油经济性理论基础 |
| 2.1 XFlow概况 |
| 2.1.1 XFlow主要特点介绍 |
| 2.1.2 XFlow基本理论介绍 |
| 2.2 研究模型及计算域的确定 |
| 2.2.1 几何模型的选择 |
| 2.2.2 计算域的建立 |
| 2.2.3 仿真试验参数设置 |
| 2.3 燃油经济性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 汽车外形对队列行驶汽车尾流的影响 |
| 3.1 汽车外形对单车尾流的影响 |
| 3.1.1 几何模型的选择 |
| 3.1.2 计算域的建立 |
| 3.2 单车仿真结果分析 |
| 3.2.1 速度场分析 |
| 3.2.2 压力场分析 |
| 3.2.3 气动阻力分析 |
| 3.3 汽车外形对队列行驶汽车尾流的影响 |
| 3.3.1 试验方案设置 |
| 3.3.2 计算域的建立 |
| 3.3.3 两车队列仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 车间距对队列行驶影响分析 |
| 4.1 车间距对两车队列行驶影响分析 |
| 4.1.1 试验方案设置 |
| 4.1.2 仿真结果分析 |
| 4.2 两车队列气动阻力及燃油经济性分析 |
| 4.2.1 两车队列气动阻力分析 |
| 4.2.2 两车队列燃油经济性分析 |
| 4.3 车间距对三车队列行驶影响分析 |
| 4.3.1 试验方案设置 |
| 4.3.2 仿真结果分析 |
| 4.4 三车队列气动阻力及燃油经济性分析 |
| 4.4.1 三车队列气动阻力分析 |
| 4.4.2 三车队列燃油经济性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 车速对队列行驶影响分析 |
| 5.1 数值模拟研究 |
| 5.1.1 试验方案设置 |
| 5.1.2 仿真结果分析 |
| 5.2 气动阻力分析 |
| 5.3 燃油经济性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）典型轿车瞬态气动特性实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国外研究历史与现状 |
| 1.3 国内研究历史与现状 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 汽车流场基础研究 |
| 2.1 流体的粘性 |
| 2.2 粘性的影响 |
| 2.2.1 边界层 |
| 2.2.2 层流与湍流 |
| 2.2.3 流场 |
| 2.2.4 汽车前端流场 |
| 2.2.5 汽车尾流场 |
| 2.3 汽车空气动力学流态显示试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 典型轿车尾流区PIV实验 |
| 3.1 选取试验模型 |
| 3.2 PIV试验技术 |
| 3.2.1 PIV概述 |
| 3.2.2 PIV技术原理 |
| 3.2.3 PIV系统组成 |
| 3.3 PIV试验方案设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 典型轿车瞬态尾流场分析研究 |
| 4.1 MIRA阶背式模型尾流场分析 |
| 4.1.1 纵向方向流场 |
| 4.1.2 横向方向流场 |
| 4.1.3 垂直方向流场 |
| 4.1.4 MIRA阶背式尾流场总结 |
| 4.2 MIRA快背式模型尾流场分析 |
| 4.2.1 纵向方向流场 |
| 4.2.2 横向方向流场 |
| 4.2.3 垂直方向流场 |
| 4.2.4 MIRA快背式尾流场总结 |
| 4.3 MIRA方背式模型尾流场分析 |
| 4.3.1 纵向方向流场 |
| 4.3.2 横向方向流场 |
| 4.3.3 垂直方向流场 |
| 4.3.4 MIRA方背式尾流场总结 |
| 4.4 MIRA皮卡模型尾流场分析 |
| 4.4.1 纵向方向流场 |
| 4.4.2 横向方向流场 |
| 4.4.3 垂直方向流场 |
| 4.4.4 MIRA皮卡式尾流场总结 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（9）侧风下队列行驶车辆的气动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 本文研究基础 |
| 2.1 计算流体力学离散化 |
| 2.2 离散格式 |
| 2.3 湍流基本控制方程 |
| 2.4 湍流模拟方法 |
| 2.4.1 直接数值模拟（DNS） |
| 2.4.2 大涡模拟（LES） |
| 2.4.3 雷诺时均法（RANS） |
| 2.5 湍流模型 |
| 2.5.1 标准k-ε 模型 |
| 2.5.2 标准k-ω 模型 |
| 2.5.3 SST k-ω 模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 大客车外流场数值模拟与风洞试验研究 |
| 3.1 几何模型的建立 |
| 3.2 计算域的建立 |
| 3.3 网格划分及湍流模型 |
| 3.3.1 网格的划分策略 |
| 3.3.2 湍流模型的选取 |
| 3.4 边界条件的设定 |
| 3.5 监测点设置 |
| 3.6 数值模拟结果与试验值对比 |
| 3.6.1 风洞试验数据对比 |
| 3.6.2 大客车车身前部分析 |
| 3.6.3 大客车车身尾部分析 |
| 3.6.4 大客车车身上表面分析 |
| 3.6.5 大客车车身下表面分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 稳态侧风数值模拟与风洞试验研究 |
| 4.1 稳态侧风数值模拟的研究方法与方案 |
| 4.2 几何模型建立与计算域的选择 |
| 4.2.1 几何模型建立 |
| 4.2.2 计算域选择 |
| 4.3 网格划分与边界条件 |
| 4.3.1 网格划分 |
| 4.3.2 边界条件和求解设置 |
| 4.4 稳态侧风的风洞试验研究 |
| 4.4.1 吉林大学汽车风洞 |
| 4.4.2 气动力和气动力矩 |
| 4.4.3 车身表面压力测试 |
| 4.4.4 监测点的设置 |
| 4.5 稳态侧风数值模拟和风洞试验结果分析 |
| 4.5.1 队列车辆气动六分力系数变化规律 |
| 4.5.2 侧风作用下车身表面压力分析 |
| 4.5.3 侧风角度和间距对大客车尾流的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（10）基于尾部流动结构的车辆气动减阻技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 汽车尾部流动研究概况 |
| 1.3 流动控制在汽车减阻中的应用研究 |
| 1.3.1 被动流动控制减阻研究 |
| 1.3.2 主动流动控制减阻研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 汽车尾流结构仿真理论与方法验证 |
| 2.1 数值模拟理论 |
| 2.1.1 尾流控制方程 |
| 2.1.2 湍流模拟 |
| 2.2 基于雷诺时均法的 Ahmed 模型尾流结构仿真 |
| 2.2.1 数值仿真模型与边界条件 |
| 2.2.2 数值仿真结果 |
| 2.3 风洞实验基础 |
| 2.3.1 汽车风洞实验准则 |
| 2.3.2 模型气动力与表面压力测量 |
| 2.3.3 实验设备 |
| 2.4 Ahmed 模型风洞实验验证 |
| 2.4.1 模型测力实验 |
| 2.4.2 模型表面测压实验 |
| 2.5 基于 SST-DES 方法的 Ahmed 模型尾流场 POD 分解研究 |
| 2.5.1 本征正交分解方法（POD） |
| 2.5.2 基于 SST-DES 方法的 Ahmed 模型尾流场仿真 |
| 2.5.3 模态能量分析 |
| 2.5.4 时均速度场重建 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于隔板的 35°倾角 Ahmed 模型减阻研究 |
| 3.1 数值模拟研究 |
| 3.1.1 数值模型 |
| 3.1.2 数值模拟方案与边界条件 |
| 3.1.3 数值仿真结果与讨论 |
| 3.2 实验研究 |
| 3.2.1 实验模型 |
| 3.2.2 实验结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于射流的 35°倾角 Ahmed 模型减阻研究 |
| 4.1 射流减阻实验研究 |
| 4.1.1 实验模型 |
| 4.1.2 实验结果 |
| 4.2 射流减阻数值模拟研究 |
| 4.2.1 射流减阻数值仿真模型 |
| 4.2.2 数值仿真方案与边界条件 |
| 4.2.3 数值仿真结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于隔板与射流的尾流控制气动减阻应用 |
| 5.1 基于门字形隔板的某卡车模型尾流控制气动减阻研究 |
| 5.1.1 研究模型 |
| 5.1.2 数值仿真方案 |
| 5.1.3 实验方案 |
| 5.1.4 尾部隔板对模型气动阻力特性的影响 |
| 5.2 基于射流的某轿车模型尾流控制气动减阻研究 |
| 5.2.1 研究模型 |
| 5.2.2 数值仿真方案 |
| 5.2.3 风洞实验方案 |
| 5.2.4 数值仿真与风洞实验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、折背式轿车尾流结构研究（论文参考文献）
- [1]车轮旋转条件下汽车周围流场的流动机理研究[D]. 梁继续. 吉林大学, 2021(01)
- [2]智能网联汽车高速队列行驶气动特性与油耗排放相关性研究[D]. 郝雷. 厦门理工学院, 2021(08)
- [3]基于后视镜造型的汽车侧窗水污染仿真与控制[D]. 刘江. 吉林大学, 2020(08)
- [4]基于等离子体主动流动控制的车辆减阻研究[D]. 惠政. 吉林大学, 2020(08)
- [5]车轮旋转对DrivAer模型气动阻力的影响研究[D]. 曹庆炜. 吉林大学, 2020(08)
- [6]汽车超车过程中外流场涡流结构研究及气动性能优化[D]. 邵南. 吉林大学, 2017(03)
- [7]车联网环境下乘用车节能队列研究[D]. 李姝红. 吉林大学, 2017(10)
- [8]典型轿车瞬态气动特性实验研究[D]. 王子杰. 吉林大学, 2016(09)
- [9]侧风下队列行驶车辆的气动特性研究[D]. 江路铭. 吉林大学, 2016(09)
- [10]基于尾部流动结构的车辆气动减阻技术研究[D]. 郭鹏. 吉林大学, 2015(08)