基于模型非光滑表面对气动减阻的影响

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1、万方数据2014年4月第33卷第4期机械科学与技术MechaJlicalScience粕dTechnologyforAerospaceEn百neeringApril2014V01．33No．4基于SAE模型非光滑表面对气动减阻的影响杨易，范光辉，聂云，徐永康，谷正气(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)摘要：以sAE汽车模型为研究对象，采用计算流体力学数值模拟方法研究非光滑表面布置位置对气动性能的影响。通过对SAE汽车模型的不同位置(侧部、底部、顶部、前部、尾部)布置凹坑型非光滑表面，计算sAE汽车模

2、型的空气阻力系数，比较光滑表面与非光滑表面的流线、速度矢量以及压力，分析非光滑表面气动减阻机理和减阻效果差异的原因，根据分析结果得到了合理且能够减阻的汽车非光滑表面布置位置。关键词：SAE汽车模型；非光滑表面；流场控制；气动减阻中图分类号：U46文献标识码：A文章编号：1003—8728(2014)04—559—05TheIllfluenceofN伽-smoothSu渤ceE仃ectsonAerody胍InjcDragR七ductionBasedonSAEModelYangYi，FanGuanghui，NieYun，XuYon

3、gkang，GuZhengqi(StateKeyIJaboratoryofAdvallcedDes咖andMan血cturingforVehicleBody，HunanUlliversicy，Changsha410082)Abstract：BasedonSAEcarmodelandusingthecomputationalnuiddynamicsnumericalsimulationmethod，thispapermainlyresearchedtheinnuencethatthedi￡E．erentpositionsofno

4、n—smoothsurfaceswithdeco班ningefl．ectontheaerodynamiccharacteristics．Bydecomtingpittypenon—smootllsurfaceondi￡ElerentpositionsoftheSAEcarmodel(sidepieee，bottom，top，f而nt，rear)，calculatingairdragcoemcientandcompadngstre锄line，Velocityvector，andpressurebetweennon·smooths

5、urfaceandthesmoothsurface，thispaperanalyzedthereducingdragmechanismofnon—smoothsurfaceandthereasonsforthedi珏'erences．Accordingtotheresultsofanalysis，wecouldreasonablyobtainthepositionofnon—sm00tlldecoratingsudhcewhichcanreducemedragcoemcient．Keywords：aerodynamicsdra

6、greduction；automobiles；boundaryconditions；calculations；computationalnuiddy—namics；computersimulation；dragcoefEicient；dragI．eduction；nowconn．0l；nowfieldcontIDl；now6elds；meshgenemtion；non-smoothsud．ace；pressure；SAEcarmodel；turbulencemodels；vectors；velocitv车身气动阻力直接影响汽车

7、的动力性和燃油经济性。降低车身空气阻力意味着整车燃料经济性与动力性均得到有效改善，是促进车辆节能环保的重要途径¨J。仿生学研究心1发现表面非光滑形态结构能够改变边界层流场结构，控制物体表面流场从而降低气动阻力。湖南大学汽车空气动力学研究所在对某款车辆收稿日期：2013一01—14基金项目：国家自然科学基金项目(50975083)和湖南大学“青年教师成长计划”项目资助作者简介：杨易(1972一)，副教授，博士，研究方向为汽车空气动力学和汽车电子，yangyi66mail@163．com模型采用后翼子板开孔和尾部开槽方法进行风洞对

8、比试验时，发现气动阻力系数降低了6．5％，后采用车顶凹坑非光滑形态减阻方法，最佳减阻率达到9．34％。这一系列的研究表明车身设计中引入非光滑表面进行气动减阻的可行性。利用仿生非光滑表面进行车辆气动减阻，必须对非光滑表面布置位置进行选择和优化。如果在车身所有部位都添加非光滑表面