北京航空_汽车车轮流场的数值模拟.pdfVIP

第 28卷 第 6期 力 学 与 实 践 2006年 12月 汽车车轮流场的数值模拟 许清霖 康 宁 (北京航 航天大学汽车工程系，北京 100083) 摘要 首先以独 车轮为研究对象，以商用计算流体力学软件 STAR —CD为工具，利用移动边界条 件，并依据 k-z双方程高雷诺数湍流模型对二维定常不可压缩流 N—S方程进行数值模拟计算．然后在合适尺 寸的汁算域下对 3种不同宽度的静止和滚动车轮分别进行数值模拟计算，研究车轮宽度和来流速度对阻力系 数的影响，将计算结果与实验结果进行 IX,i比分析．计算结果表明，车轮宽度的减小以及来流速度的减小均明 显降低汽车的气动阻力系数。 关键词 独 车轮，数值模拟，汽车空气动力学 THE STUDY oF CFD FoR M oDELING THE FLoW ARoUND AN ISoLATED W HEEL XUQinglin KANGNing (Dept。ofAutomobileEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100083，China) Abstract ThemodelofthestationaryandrotatingisolatedwheelsiSstudiedwithnumericalmethodsunder fixedgroundboundaryconditions．Basedonthek-etwo—equationhighReynoldsnumbermodel，the3D steady incornpressibleN—SequationsaresolvednumericallywiththeCFD softwareSTAR-CD+Thedragcoefficientsof threedifferentbreadthstationaryandrotatingisolatedwheelsarecalculatedin anappropriatecoInputational domain，thentherelationshipbetweenbreadth，velocityoftheflow anddragcoefficientisdiscussed．Inaddition， from thecalculatedresultsandtestresults，thepaperalsodiscussesthevelocityfieldandthepressurefield aroundthewheels． Key words stationarywheel，numericalsimulation，automobileaerodynamic 汽车周围的流场 以及气动特性因为汽车车轮在 830mm，宽度 口=250mm，近似用圆柱体代替真实 地向上的滚动而更加复杂．根据文献 1『]的数据显 的车轮形状． 示，作用在奥迪 A3的车轮及其附属零件上的空气 1．2流场的物理模型 阻力几乎占了整车所受阻力的1／3．因此，研究并改 由于车轮的运动速度较低，车轮周围气体流动可 进汽车底部车轮附近的流场对于改善汽车的空气动 认为是定常不可压流，湍流模型为 一e／highReynolds 力性能有着至关再要的作用． number(高雷诺数)模型． 本文采用CFD技术分别对单个静止车轮和滚动 车轮进行了j维数值模拟，通过对不同宽度静止和 1．3 计算域建立和网格划分 滚动车轮周同流场的数值模拟，分析来流速度和车 如果建立刚性车轮与地面相切的模型，那么结构