汽车风洞试验影响因素研究

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1、分类号：U461.1单位代码：10183研究生学号：2015422099密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）汽车风洞试验影响因素研究StudyonTheInfluenceFactorsofAutomotiveWindTunnelExperiment作者姓名：詹大鹏专业：机械工程（车身工程）研究方向：汽车空气动力学指导教师：张英朝教授培养单位：汽车工程学院2018年06月汽车风洞试验影响因素研宄ＳｔｕｄｏｎｔｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅＦａｃｔｏｒｓｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＷｉｎｄｙＴｕｎｎｅｌＥｘｅｒｍｅｎｐｉｔ作者姓名：詹大鹏专业名称：机械工

2、程（车身工程）指导教师：张英朝教授学位类别：学术硕士？答辩日期．別８年ＱＴ月以日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的

3、研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：意衣＿曰期：年乂月町曰摘要汽车风洞试验影响因素研究汽车在道路上行驶时所受到的气动阻力直接影响到汽车的燃油消耗，现在国内各家各户的汽车保有量不断增加，使得石油这一类不可再生资源的消耗不断加剧，减少汽车的燃油消耗则成为汽车企业所必须面对的一项问题，而这也对汽车气动阻力的改善带来了很大的挑战。汽车的空气动力学开发离不开风洞试验，汽车风洞能在很大程度上模拟汽车在道路行驶中的工况，其为直接测量汽车的气动力带来了很大的便利，然而，汽车风洞试验中会存在诸多影

4、响因素，这些会对汽车气动力的测量造成一定的影响，因此，需要对其进行研究以提高风洞试验的精确性。本文主要以吉林大学3/4开式汽车风洞和1/2MIRA模型为研究对象，采用CFD软件STAR-CCM+研究了三项内容：风洞阻塞现象，地面效应系统以及模型支撑的影响。对于风洞阻塞现象，主要研究了喷口干扰以及试验段轴向静压梯度的影响。首先，以吉林大学风洞为例，对如何采用驻室法来获得试验段的速度进行了仿真研究，因为试验段速度的确定会直接影响到模型气动力的测量，通过一系列工况的设定分析确认了驻室法中所测静压差与风速之间的关系；其次，在喷口干扰方面，通过改变模型离喷口的距离，分析了喷口干扰的影响

5、，着重分析了模型气动阻力的变化，模型前部的气流速度和压力的分布，以及喷口附近的流场变化；之后，就喷口干扰对模型的气动阻力进行了一定地修正。在研究试验段轴向静压梯度方面，通过改变计算域结构模拟了风洞中不同的轴向静压梯度分布，着重分析了不同工况下模型气动阻力和气动升力的变化，尾部流场以及模型表面压力的分布，最后同样对气动阻力的变化进行了修正尝试。在分析地面效应系统方面，本文在前人研究的基础上对吉林大学汽车风洞抽吸系统进行了更进一步地分析，首先对抽吸系统的最佳抽吸率进行了确认，从三个角度来进行分析，分别是试验段静压梯度，气流偏角，地面边界层分布，确保最佳抽吸率下抽吸系统能最大程度地

6、改善地面边界层的分布，同时能减少对试验段静压以及气流偏角的影响。其次，就抽吸系统对模型气动力的影响进行了分析，对于模型的气动阻力的变化，因为抽吸系统的使用同时改变了地面边界层的分布以及试验段静压的分布，I通过设定不同的工况分离出地面边界层厚度变化对模型气动阻力的影响以及静压分布变化带来的影响，综合性地分析了抽吸系统的使用对模型气动性能所带来的变化。最后，在模型支撑方面，对吉林大学汽车风洞中一种新型的支撑平台进行了仿真研究，分析了支撑平台前部不同结构对风洞试验段内气流速度，静压分布的影响以及平台表面边界层的分布，评价了不同方案下支撑平台的作用效果。关键词：汽车风洞，喷口干扰，水

7、平浮力，抽吸系统，模型支撑IIAbstractStudyontheInfluenceFactorsofAutomotiveWindTunnelExperimentTheaerodynamicdragofthecarwhendrivingontheroadhasadirectimpactonthefuelconsumptionofthecar.Nowadays,thenumberofcarownerinChinaisconstantlyincreasing,whichmakestheconsumption