对于不同rans／les混合模型的汽车气动噪声分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2015年(第37卷)第4期AutomotiveEngineering2015(Vo1．37)No．42015077不同RANS／LES混合模型的汽车气动噪声分析术谢超，谷正气，杨振东，宗轶琦，杨晓涛，罗泽敏(1．湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082；2．湖南工业大学，株洲412007)[摘要]采用FluentUDF构造Realizablek-6／LES、SSTk-~／LES和Spalart—Allmaras／LES3种RANS／LES?昆合模型，并对汽车的气动噪声进行数值模拟。在近壁面采用RANS湍流模型求解，而远离

2、物面的分离区域内的大尺度运动则用LES求解，将3种混合模型的计算结果与全LES湍流模型和风洞试验结果进行了比较。结果表明，3种}昆合模型对气动噪声的计算精度高于LES湍流模型；Realizablek-6／LES和SSTk-8／LES混合模型数值模拟结果与试验值的相对误差均小于5％，而其中Realizablek-e／LES混合模型更为准确和高效，消耗的计算资源更少。关键词：RANS／LES混合模型；气动噪声；数值计算AnalysisonVehicleAerodynamicNoisewithDifferentHybridRANS／LESModelsXieChao，GuZhengqi，Yang

3、Zhendong，ZongYiqi，YangXiaotao&LuoZemin1．HunanUniversity，StateKeyLaboratoryofAdvancedDesnandManufacturingforVehicleBo，Changsha410082；2．HunanUniversityofTechnology，Zhuzhou412007lAbstractlRealizablekLEs，ssTk一LESandSpalart．Allmaras／LESthreedifferenthybridRANs／LEsmodelsareconstructedbyusingFluentUDFto

4、conductanumericalsimulationontheaerod5namicnoiseofvehicle．Theflowfieldinnear-wallareaissolvedbyusingRANSturbulencemode1．whilethelarge—scalemotionofseparationregionawayfromwalliSsolvedbyLESmode1．111enthecalculationresuXtsofthreehybridmodelsarecomparedwiththatoffu11LESturbulencemodelandwindtunnelte

5、st．Theresultsshowthattheaerod3namicnoisecalculationaccuraciesofthreehybridmodelsarehigherthanthatofLESturbulencemode1．TherelativeerrorsofnumericalsimulationwithRealizable／LESandSsT／IJEShybridmodelsrelativetotestdataarebothlessthan5％．i1'1whichRealizablek一LEShybridmodeliSevenmoreaccurateandefficien

6、tandconsumelesscomputingresources．Keywords：hybridRANS／LESmodel；aerodynamicnoise；numericalcalculationCFD计算气动噪声时对湍流的数值模拟方法日IJ吾大致可分为3类：直接数值模拟(DNS)、大涡模拟(LES)和雷诺平均法(RANS)。在工程实际中，汽车噪声与行驶速度有关。在低速时，发动机DNS方法计算量太大，普通计算机难以运算。因此，是主要噪声源；在中速时，轮胎与路面的摩擦是主要目前汽车气动噪声的数值模拟大多采用LES噪声源；而在高速时，气动噪声是主要噪声源¨J。研法。LES法是介于DNS法

7、与RANS法之间的一究表明』，车速超过100km／h后，气动噪声的影响种湍流数值模拟法J，其主要思想是：流场中大尺度就已超过了其它噪声，而目前高速公路上的车速大涡使用直接数值求解，而对小尺度湍流脉动建立模多超过了lOOkm／h。型。其优点是：对空间分辨率的要求远小于直接数国家自然科学基金(50975083)、湖南省科技攻关计划重点项目(2009JT1014)、教育部长江学者与创新团队发展计划(531105050037)和湖南大学汽车