国产三厢轿车外流场ANSYS数值模拟与空气动力特性分析

"基于ANSYS的轿车外流场数值计算是针对汽车工业中空气动力学性能优化的一项关键技术。本文由梁荣亮和过学迅合作，他们利用ANSYS软件中的计算流体动力学(CFD)功能，构建了一个针对国产三厢轿车的三维有限元模型。该模型主要应用于解决轿车在行驶过程中外部气流的特性，通过有限体积法求解不可压缩的三维定常Navier-Stokes方程，实现了对车身外流场的速度、压力和涡流分布的数值模拟。 在研究过程中，作者假设了空气是连续介质，因为轿车尺寸远大于空气分子的自由行程；在轿车匀速行驶时，假设流场为定常，空气可视为不可压缩，且密度保持恒定，这有助于简化计算并减少误差。考虑到环境温度对计算结果影响较小，他们忽略了温度变化的影响。同时，由于雷诺数较高，轿车外流场的特性表现出各向同性。 在模型建立阶段，作者使用1:1的比例，从底部开始逐步构建轿车模型，简化了汽车底板为平面，忽略了诸如后视镜、刮水器等附件，以及车身表面的复杂几何形状，如车门、车窗和盖的凹凸部分。这样做的目的是为了获得更精确的气流特性，图3-1展示了这个简化后的有限元模型。计算域的选择至关重要，它定义了模拟的范围，图3-2展示了轿车外流场的计算区域，确保了所有关键的气流影响因素被纳入分析。 通过这种方法，作者不仅能够预测轿车在实际行驶条件下的空气动力特性，还能为车身设计提供有价值的参考数据，帮助工程师们优化车辆的空气动力学性能，提升燃油效率和驾驶稳定性，从而降低成本并满足环保要求。这一研究结果对汽车行业的空气动力学设计和模拟技术的发展具有重要意义，也为后续的研究和工程实践奠定了基础。"