轿车外流场模拟优化：CFD技术助力空气动力学提升

"基于CFD技术的轿车外流场数值模拟及优化，黄硕，东风汽车有限公司商用车发动机厂，湖北十堰442001，本文利用CATIA软件建立爱丽舍轿车车身的三维模型，并在ANSYS Workbench中进行有限元建模，通过Realizable k-ε湍流模型对轿车外流场进行数值模拟，分析风阻系数和升力系数，进而进行车身外形优化设计，改善空气动力学特性。" 本文主要探讨的是利用计算流体动力学（CFD）技术对轿车外流场进行数值模拟及优化设计，以提升汽车的性能和环保属性。首先，作者黄硕指出空气动力学特性参数对汽车的重要性，这些参数直接影响汽车的动力性、经济性和操纵稳定性，并且与低碳、环保、节能减排的目标紧密相连。 在技术实施方面，黄硕采用了CATIA软件构建爱丽舍轿车的三维模型，这是一个广泛应用于汽车设计中的高级三维建模工具。接着，将模型导入到ANSYS Workbench中，这是一个强大的工程模拟平台，可以进行结构、热、流体等多种物理现象的仿真分析。在该平台上建立了轿车的有限元模型，便于后续的流体动力学分析。 数值模拟阶段，黄硕选择了Realizable k-ε湍流模型，这是一种适用于复杂流动情况的湍流模型，能够较好地预测流场中的湍流行为。通过fluent软件进行求解，得到了轿车的风阻系数和升力系数，这两个指标是衡量汽车空气阻力和升力的重要参数，对汽车行驶性能有显著影响。 根据数值模拟的结果，作者对轿车车身进行了优化设计。目标是降低风阻系数以减少行驶过程中的空气阻力，减小升力系数以提高行驶稳定性，同时减少尾部涡流，这有助于改善整体的空气动力学特性，提高燃油效率，减少碳排放。 本研究运用先进的CFD技术，结合专业的建模和仿真工具，深入分析了轿车的空气动力学性能，并提出了有效的优化策略，对于提升汽车设计水平和实现更环保的汽车产品具有实际意义。这一方法不仅适用于爱丽舍车型，也为其他轿车的空气动力学改进提供了参考。