汽车外流场数值模拟：从方背轿车到面包车的应用

"汽车外流场的数值模拟技术在分析汽车空气动力学性能方面扮演着重要角色。余梦洁和辛喆的研究中，他们利用三维建模软件Pro/E和UG创建了MIRA标准模型组中的方背式轿车以及一款面包车的模型。接着，他们运用计算流体力学（CFD）软件Gambit进行网格划分，并借助Fluent进行数值模拟，旨在提高模拟的精度。通过对比实验数据，他们验证了模拟结果的准确性，并将其应用到面包车上，以预测其空气动力学特性。 汽车的空气动力性能直接影响燃油效率和行驶稳定性，其中气动阻力系数是一个关键参数。常见的测试方法包括风洞试验、功率平衡法和数值计算法。数值计算法因其高效、经济和广泛的适用性而备受青睐。汽车在行驶时受到的空气动力可以分解为沿x、y、z轴的三个力分量和三个力矩，这些力和力矩对汽车的操控性能有显著影响，特别是在高速行驶时。 研究中选用的MIRA标准模型组包括阶梯背、快背和方背三种轿车形式，采用1/4比例的硬木模型。同济大学设计并加工了用于TJ-2和IVK汽车模型风洞试验的模型，确保了比较试验的一致性。在UG软件中，研究人员构建了模型的半边，由于汽车左右对称，从而简化了建模过程。 通过Gambit进行网格生成后，使用Fluent进行求解，模拟了汽车周围的流动场。通过不断地调整和优化模拟策略，他们获得了与风洞试验数据高度吻合的结果。最后，将这种方法应用于面包车模型，成功预测了面包车的阻力系数、压力分布和速度分布，为改进车型设计提供了参考依据。这项研究展示了数值模拟在汽车空气动力学研究中的实用性和可靠性，对于汽车制造商来说，这是一种有效的降低开发成本和提升车辆性能的工具。"