側(cè)風(fēng)中前窗角度對(duì)汽車穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬.pdf

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1、ISSN1674-8484汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)，2015年，第6卷第2期06／13——CN11—5904／UJAutomotiveSaltyandEnergy,2015，Vo1．6No．2145—149側(cè)風(fēng)中前窗角度對(duì)汽車穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬張甫仁，張金龍，屈賢，樂(lè)歡(重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車工程學(xué)院，重慶400074，中國(guó))摘要：側(cè)風(fēng)下汽車外流場(chǎng)中不同前車窗傾角下的氣流流動(dòng)分離規(guī)律，對(duì)汽車側(cè)風(fēng)中的穩(wěn)定性有重要意義。該文建立了前車窗角度分別為20。、25。、30。、35。和40。的車身模型，使用CFD仿真軟件?S

2、tarccm+進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，模擬了側(cè)風(fēng)為8m／s，行駛速度為20m／s時(shí)的車身外流場(chǎng)。結(jié)果表明：側(cè)風(fēng)中前車窗角度變化對(duì)汽車側(cè)向力系數(shù)影響最大；前車窗角度為35o時(shí)，汽車的行駛穩(wěn)定性最好，且隨著前車窗角度的增大，車身底部氣流在車尾的分離推遲，尾渦數(shù)量減少。對(duì)35。車身模型的剪切應(yīng)力分析指出：對(duì)側(cè)風(fēng)背風(fēng)側(cè)A柱區(qū)及側(cè)風(fēng)迎風(fēng)側(cè)C柱區(qū)優(yōu)化分析是進(jìn)一步提高汽車側(cè)風(fēng)氣動(dòng)性能的研究方向。關(guān)鍵詞：汽車工程；被動(dòng)安全；前車窗角；側(cè)風(fēng)；穩(wěn)定性；數(shù)值計(jì)算；氣流分離中圖分類號(hào)：TP391．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)~i-5：ADOI：10．3969／

3、j．issn．1674—8484．2015．02．005NumericalsimulationontheinfluenceofdifferentfrontwindowangleofautomobilestabilityincrosswindZHANGFuren，ZHANGJinlong，QUXian，LEHuan(CollegeofMechantronicsandAutomobileEngineering,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074，China)Ab

4、stract：ItiSImportanIforcar’SstabilityincrosswindlhallheairflowseparationaroundlhedifferenIfronlwindowanglebodies．Carbodynumericalcalculationmodelswithfrontwindowangleof20。，25。，30。，35。，and40。werebulltusingaCFDsoftware-Star-ccm+．Theairflowfieldsaroundlhebodyw

5、eresimulatedfor20m／scarspeedin8m／scrosswind．Theresultsshowthatthelateralforcecoefficientislargeaffectedbyfrontwindowangleincrosswind；andthebodyhasbetterstabilityincrosswindwhenfrontwindowangleof35。．Theairflowseparationfromthebottomattherearispostponedwithre

6、ducingvortexnumber,asthefrontwindowanglegettinglarger．Byanalysisonbodyshearstresswith35。frontwindowangle，itispointedthattheoptimaanalysisfortheleewardsideAcolumnandforthecrosswindsideCcolumnarethedirectiontoimprovetheaerodynamicperformance．Keywords：automoti

7、veengineering；passivesafety；frontwindowangle；crosswind；stability；numericalcalculation；airflowseparation收稿日期／Received：2014—08—18基金項(xiàng)目／Supportedby：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51305472)第一作者／Firstauthor：張甫仁(1975—)，男(漢)，四川，教授。Zh—feixue@163．corn通訊作者／Secondauthor：張金龍，碩士研究生。51668535

8、5@qq．con3146汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)2015年第6卷第2期高速度、輕量化使現(xiàn)代汽車在自然側(cè)風(fēng)和各種人1．2湍流模型工側(cè)風(fēng)下的行駛穩(wěn)定性問(wèn)題變得日益突出。駕駛員為控為用計(jì)算機(jī)計(jì)算流體的連續(xù)性方程與動(dòng)量方程，制汽車受側(cè)風(fēng)影響時(shí)的行駛方向，往往需要連續(xù)調(diào)整需要建立湍流模型，對(duì)方程組進(jìn)行封閉。本文仿真采方向盤，導(dǎo)致駕駛疲勞，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致交通事故]。用的湍流模型為SSTK-O模型，該模型使用壁面函