国内外CFD模拟汽车外流场研究现状
时间:2017-06-19 09:16 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| CFD应用于汽车设计是从80年代以欧美为中心开始的。随着计算机的发展和湍流理论的不断发展，将计算流体力学的成果应用于汽车设计成为可 能。近年来，欧、美、日的汽车厂家已经开始致力于开发和利用CFD技术，取得了许多重要研究成果。在80年代初期，计算的对象还仅限于车体的基本形状，但是，最近已经发展到包括后视镜、扰流板、复杂底板、移动地面、发动机舱、车轮等复杂的车体的模拟，而且还进行了横风稳定性和横风过渡特性、两车相遇时的瞬态空气动力学特性等方面的模拟。10380 在精度方面，可以把Re的计算精度误差降到5％以内一目前已经出现了许多商业软件。如ANSYS、STAR CD、FLUENT以及CFX等，这些软件都可以对汽车外流场进行比较精确的模拟，已应用于 批量生产规模的汽车空气动力学解析系统。目前国外对汽车外流场的湍流解析模型主要是k-ɯ模型、应力方程模型为代表的时闻平均模型和空间平均的大涡模拟法(LES)，计算所使用的网格数量已经达到10(2～3)万 。计算结果接近真实结果，误差控制在5％以内。 国外在计算流体力学的结果分析中大量采用了可视化技术。这些可视化技术可以在以上所提到的软件中看到 由于计算所得的数据非常庞大、复杂，应用可视化技术可以凭借计算机把数字信息转化为易于研究人员分析和理解的图形或动画，加快对模拟对象的认识，提高工作效率。 以下是90年代的新 发展： (1)由于具有强大的计算功能和图形处理功能的高性能工作站或个人计算机的使用价格不断下降，使其成为研究人员进行流体数值模拟计算和结果分析的主要工作平台 (2)图形算法将更多地由硬件实现，加权式分析方式流行起来。可视化软件被包含在工作站或微机基本软件系统中提供给用户，如著名的SGI开放式图形系统OPEN GL已经被微软加在其操作系统 WINDOWS98中，使在普通微机上实现高级图形操作成为现实。 (3)人工智能应用于流场分析中，从90年代初美国NASA就与Stanford大学合作开发能从流场中自动识别与抽取关键特性数据的专家系统 (4)多媒体技术应用于流体的计算分析、流体演示和培训中。多媒体技术使计算机文字、声音、图像、图形等诸种处理信息于一体，大大扩展了人与计算机的交互通道。 目前，数值模拟最主要的问题就是计算精度问题。网格的形状、结构和所采用的湍流模型和计算方法都对精度有影响。进行整车的流场计算，通常需要划分几十甚至几百万个网格，这样的网格划分就是在大型计算机上计算也需要几天的时问才能完成，因此，许多研究所都在集中研究网格生成技术。正在发展的多重网格法可以用更少的网格数、更少的计算时间以达到相同的或者更高的计算精度 现在，国外空气动力学软件正朝着全自动划分网格、高速高精度计算的方面发展。 国内CFD模拟汽车外流场研究状况 由于我国的汽车工业发展一直比较落后，大多数厂家自行设计汽车的能力较低．长期处于模仿或直接引进国外技术的开发状态，对汽车空气动力学的研究投入非常少 国内的汽车空气动力学的研究起步较晚，以往的空气动力学研究主要集中在飞行器与造船方面，汽车领域的应用研究很少涉及。尤其是计算流体力学技术在汽车设计中的应用只是近几年来才刚刚出现，对汽车外围流场的数值模拟就更少了。 目前，在应用CFD进行汽车外形设计方面，国内已经有许多研究院把以前在航空、造船方面取得丰富经验利用起来，比较成功地对汽车外围流场进行了二文、三文的数值模拟，某些成果已经达到使用水平。 (责任编辑：qin) |