本文中引入离散伴随法与代理模型,提出一种快速有效的汽车气动减阻优化策略。首先,通过对整车进行气动建模和仿真分析,得到风阻系数与测点压力的变化趋势,与风洞试验结果对比,二者吻合良好,表明模型精度满足要求;然后,以风阻系数为目标,采用离散伴随法对汽车表面进行灵敏度分析,进而确定前保险杠、后视镜、尾翼和后保险杠等灵敏度较高的部件作为优化对象;接着,以哈默斯雷试验设计法构建样本空间,利用网格自由变形技术参数化样本点模型并计算出与之对应的风阻系数;最后,采用Kriging插值法建立代理模型,选择多岛遗传算法对代理模型进行全局寻优。优化结果显示,整车风阻系数下降3.29%。

为了减少厢式货车的气动阻力,设计了矩形、椭圆形及三角形等3种尾部导流板。研究了尾部导流板安装倾角和尺寸对货车气动阻力的影响,获得了不同减阻方案的风阻系数、速度场、压力场及湍动能分布等流场特性。采用正交试验方法研究了尾部导流板形状、安装角度和导流板长度等3个影响因素对货车风阻系数的影响。在总结减阻机理的基础上设计了两种新型尾部减阻结构,并对其进行数值模拟。结果表明,尾部导流板可以改善尾部的流场结构,使尾部气流延迟分离,具有较好的减阻效果。新型减阻结构的尾部隔板可以将尾部旋涡破碎,减弱尾部涡流强度,使尾部压力增大,相对货车原始模型,其减阻率达到了9.29%。

使用CFD仿真软件STAR-CCM+对类车体MIRA模型的尾流场进行仿真研究。采用主动控制减阻技术的流动控制方式,应用定常射流控制尾流场的流动结构。探讨了射流减阻的减阻措施,使用雷诺时均法SST k-ω湍流模型对方背式MIRA模型尾部流场进行数值仿真,分析了尾部可能减阻的位置,找到各位置下最好的减阻工况,将单个位置下的最优减阻工况进行组合,实现最大程度的减阻。探讨了尾部涡流的变化,发现通过控制模型尾部的分离涡可以改变车体的压力大小,从而减小模型的压差阻力,实现减阻的目的。

为改善某平头卡车气动特性,降低风阻,通过卡车整车风洞试验研究不同部件对阻力系数的贡献,发现导流罩、领口板、后视镜、侧裙板对阻力系数的贡献很大.根据空气动力学原理对导流罩等对阻力系数贡献大的部件进行气动减阻优化设计,并通过试验对减阻效果进行验证.通过后视镜与导流罩的改型设计,改善卡车前端流场;对货箱尾部导流片进行参数组合设计,改善卡车尾部流场;得到各部件减阻效果较好的组合方案.风洞试验结果表明,经过气动减阻设计,卡车车身气动性能得到明显改善,相比于初始模型,最佳气动性能组合方案的减阻效果约为7%.

为了探索尾部吹气控制对城市轨道交通列车气动阻力的影响,采用基于Realizable k-ε两方程模型的DDES方法模拟列车明线运行时的车身周围流场结构,分析了在尾车不同位置施加吹气控制,以及不同吹气速度的影响规律,并通过风洞试验结果验证了文章选用的数值模拟方法。研究结果表明压差阻力是列车阻力的重要来源,约占总阻力的80.1%,摩擦阻力占比约为19.9%;列车尾车设置吹气控制可显著减小列车气动阻力,且对列车压差阻力的影响远大于摩擦阻力;不同吹气方案下,尾车减阻效果最显著,其次是中间车,最高减阻率分别为27.6%和4.6%;分离点区域压力和流向涡强度是影响列车阻力的重要因素,吹气边界靠近流向涡涡核时可弱化流向涡强度,特定吹气边界控制下列车尾车压差阻力的减阻率高达31.9%;列车气动减阻率随吹气速度增大而增大,当吹气速度由0.2U增大至0.4U时,整...

使用CFD仿真软件STAR-CCM+,对类车体35°Ahmed模型的尾流场进行仿真,采用主动控制减阻技术,用定常射流的方法研究射流孔的位置、速度等因素对尾部流场的影响。在尾部各个可能减阻的位置布置射流孔,针对不同的射流速度进行分析,并对不同位置采用逐步优化减阻的方法,找到最好的减阻工况。研究结果表明与原始工况相比,采用射流减阻方案的模型尾流结构得到了明显改善;控制了模型尾部的分离涡;改变了车体的压力变化;降低了模型的压差阻力,使其阻力系数明显降低;实现了超过6%的减阻效果,达到了减阻的目的。

计算流体力学(CFD)在汽车空气动力学设计中得到了广泛应用,但传统的CFD方法只能在产品的CAD几何数模设计完成之后进行分析,CFD分析工程师所提出的优化方案无法得到立即验证,设计周期增长,成本高。文章基于某车的CFD网格模型,针对汽车前部相关设计变量,利用优化软件HyperStudy与网格变形软件HyperMorph、商用流体分析软件STAR-CCM+耦合,实现了汽车气动外形减阻的自动优化流程。

计算流体力学（CFD）在汽车车身造型设计阶段具有重要作用。针对某SUV车型的中后期造型阶段的CAS面模型，经过几何清理和模型网格划分，构建了整车CFD计算模型。采用CFD软件STARCCM++对整车的气动阻力进行了模拟仿真计算，计算结果显示该车的空气阻力系数为0.325，在对该车型整车汽车流场分析的基础上指出了影响汽动阻力的车身关键部件，为后续汽车外形的进一步优化指出了方向。

为降低某厢式货车的气动阻力,设计了6款驾驶室导流罩结构,加在厢式货车模型上进行空气动力特性的数值模拟,得到了货车模型外流场的速度分布、压力分布和湍动能分布等气动特性,详细分析了不同导流罩的减阻机理。在此基础上,通过模仿海豹的头部形状设计了一款仿生导流罩,安装在整车上进行数值模拟,对其减阻性能进行分析。结果表明:先行设计的6款导流罩均具有一定的减阻效果,但模仿海豹头部形状设计的仿生导流罩可大幅度改善驾驶室顶部的流场结构,减阻效果更好,其阻力系数比原始货车模型降低31.1%。

以简化准三维模型D型钝体为研究对象,通过数值仿真手段,利用零质量合成射流器理论进行了D型体主动流动控制和主被动结合的流体控制研究发现,在尾部分离点进行射流控制时,高频射流有助于钝体减阻,减阻效果可以达到1.78%。主被动结合的锯齿和射流加强了尾迹三维流动结构,破坏了准三维模型的展向流动结构,使得减阻效果较好。采用主被动结合控制的射流为低频和高频时减阻效果为20.86%和21.20%。