基于不同外形参数模型的汽车外流场仿真.pdf

第30卷第4期重庆交通大学学报(自然科学版)Vol．30No．4
2011年8月JOURNALOFCHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Aug．2011

DOI:10．3969/j．issn．1674－0696．2011．04．032
基于不同外形参数模型的汽车外流场仿真

杜子学，张杰

(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074)

摘要:运用三维建模软件建立某型汽车的CAD模型，并基于知识工程模块设置一组影响汽车空气动力学的参数:
前风窗角(FWW)、后风窗角(BWW)、接近角(AFA)、离去角(DRA)，通过改变这些参数得到8种不同的汽车模型;
将得到的参数化模型运用计算流体力学(CFD)软件Star－ccm+对其进行空气动力学模拟分析，模拟出不同参数模
型下的阻力系数和升力系数，并分析不同参数模型下对汽车气动性能影响。
关键词:汽车空气动力学;外流场;参数化模型;数值模拟
中图分类号:U462．3文献标志码:A文章编号:1674－0696(2011)04－0848－04

SimulationforExternalFlowFieldaroundAutomobiles
BasedonModelsofDifferentParametricShape

DUZi-xue，ZHANGJie

(SchoolofElectromechanical＆AutomotiveEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)

Abstract:TheCADmodelofacertaintypeautomobilewascreatedwiththree－dimensionalmodelingsoftware．Basedon
knowledgeengineeringmodule，asetofaerodynamicparametersofvehicleswassetup．Theseparameterswereangleof
frontwindscreens(FWW)，angleofrearwindscreens(BWW)，approachangle(AFA)，departureangle(DRA)．Eightdif-
ferentcarmodelswereobtainedbychangingtheseparameters．Thenparametricmodelwillbeanalyzedforaerodynamicby
usingofcomputationalfluiddynamics(CFD)software，Star－ccm+．Underdifferentparametricmodels，thedragcoeffi-
cientandliftcoefficientcouldbesimulated．Moreover，analysisofaffectionforaerodynamicperformancecouldalsobecar-
riedon．
Keywords:automobileaerodynamics;externalflowfield;parametricmodel;numericalsimulation

近代汽车设计分析的建模过程通常是CAD和汽车的几何模型，并基于其知识工程模块提取影响
CAE相互独立起来的，首先运用CAD技术建立几何其空气动力学特性的一组功能参数前风窗角
模型，然后将所建的模型导入有限元分析软件中进(FWW)、后风窗角(BWW)、接近角(AFA)、离去角
行网格划分、材料属性定义、边界定义与加载，最后(DRA)，通过改变这些参数得到8种不同的汽车模
求解和后处理分析。通过对仿真结果的分析研究，型。将得到的参数化模型进行网格划分然后导入计
再对CAD模型进行设计优化，改善其力学性能，提算流体力学软件Star－ccm+对其进行空气动力学
高其经济效益。但对需优化的模型，若改变其中一模拟分析。模拟出不同参数模型下的阻力系数和升
个尺寸就需重新建立新的模型，重复的工作带来不力系数，并分析不同参数模型下对汽车气动性能影
少的麻烦。随着计算机集成技术的发展，为了进一响。但由于汽车表面外形曲率多变化，结构的复杂
步的缩短设计周期，更灵活地针对影响分析性能的性，为了保证其完整的几何拓扑关系，对汽车外形做
特征参数进行修改达到快速建模分析的目的。基于了许多的简化工作。在参数设置时，每组参数的数
参数化建模技术被提出并得到发展运用。参数化建值变动相对较小，在此谨做一次尝试性试验。
模技术利用基于特征的技术建立全参数化驱
CAD1模型的建立
动的三维模型，并以此为基础，对整体设计和部件进
1．