厢体尺寸对汽车气动特性的影响研究(附件)
如今货车对于一个城市的发展不可或缺，一旦气动特性得到改善，将会节省大量的燃油资源，还能减少温室气体的排放，因此改良货车的气动特性极为重要。本文收集了东风嘉运厢式货车（DFH5080XXYB1）的相关数据，在对整车进行合理简化后，利用Pro/e软件进行3D建模，选取Gambit软件绘制整车的外流场并进行网格划分和边界设定，然后利用流体分析软件Fluent对整车进行外流场仿真，得出结果后，对计算结果进行后处理以便导出所需要的流体图像，最后对图像进行分析得出一定结论。关键词 厢式货车，厢体尺寸，外流场，Pro/e，Fluent
目录
1 绪 论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 课题研究情况 1
1.2.1国内研究情况 1
1.2.2 国外研究情况 2
1.3 本文的主要工作内容 2
2 东风厢式货车车厢的总体设计 3
2.1车型选用 3
2.2 东风厢式货车外形的相关参数 3
3 厢式货车的3D建模与外流场的仿真模拟 4
3.1 基于Pro/e的3D建模与虚拟装配 4
3.2 基于Gambit的网格划分处理 5
3.3 基于Fluent的整车外流场仿真与Fluent的图像后处理 9
4 厢式货车外流场仿真结果分析 14
4.1厢式货车外流场压力图分析 14
4.2厢式货车外流场速度图分析 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪 论
1.1 课题的研究背景及意义
现如今，货运车数量在逐渐增多，人们对货运车的性能、外观、实用性等都有了新的要求和认知，汽车车速在不断提高，进而所耗费的燃油会更多，气动性增强，为了实现燃油的经济性，提高汽车的运行性能，汽车行业在不断的探索与实践，寻求减少空气阻力的方法。
厢式货车由于考虑到其转向和今后修理的问题，从而在驾驶室和厢体之间必须留有一定的间隙。而这部分间隙会明显增加货车的空气阻力系数，导致货车在行驶中受到过大的空气阻力，造成能源的浪费。
目前国内外论文中解决这一问题的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
方法主要是在驾驶室上方增添一个导流罩来改善货车的气动特性。厢式货车导流罩是改善汽车空气动力性的多种装置之一。货车导流罩是一个在货车车头顶部的四分之一圆弧形的装置，可以起到减少货车行驶阻力，降低货车行驶时油耗的作用。而汽车厢体尺寸这一方面很少有人去研究，个人认为是因为厢体的尺寸设计要考虑多方面因素牵一发而动全身，很多其他行业会因为某一厢体尺寸的改变而不得不去做相应的改变，性价比不高，但若能找到一个最合适的厢体尺寸使得汽车的空气阻力尽可能减少，从长远来看这是十分有必要的。为此我打算使用计算流体动力学软件Fluent，来对货车的外流场进行仿真模拟，以研究货车厢体尺寸对于货车气动特性的影响与作用，希望对货车气动特性的改良做出一点微不足道的贡献。
1.2 课题研究情况
1.2.1国内研究情况
自1956年我国自主制造出第一辆解放牌汽车以后，我国开始了对汽车的研发，特别是在汽车空气动力学方面取得了许多成果，我国汽车的气动特性优化也越来越成熟。
在老一辈“汽车人”的努力下，我国在汽车的气动特性研究方面已经取得了很多骄人的成绩。吉林大学的张喆对重型载货汽车的侧风气动特性和侧风稳定性进行研究，对研究车辆进行了风洞实验和数值仿真，获得了相应的数值曲线，并为汽车行业提供了一种全新的采用虚拟试验的方法，用以研究侧风状态下的汽车行驶状况。
重庆交通大学的雷荣华以某紧凑型SUV为原型对车身进行优化设计，利用CATIA进行三维建模，利用 ICEM进行网格划分，最后将网格文件导入FLUENT中进行数值模拟，并利用TECPLOT对计算结果进行后处理。分析了suv外流场的压力云图和速度矢量图等结果后，发现空气阻力系数有了明显的下降，suv的气动特性得到了有效地提升。
国内还在建设专业的汽车风洞，以对汽车的空气动力性做进一步的研究和实验。
1.2.2 国外研究情况
国外对于汽车空气动力学的研究相比国内而言是比较先进的，也是值得我们去学习和借鉴的。
宝马公司耗费1.7亿欧元，花了36个月，在2009年建成了空气动力学测试中心，并正式开始使用。该空气动力学测试中心有5层楼高，占地大约2.5w平方米，该风洞中安装有先进的滚动路面模拟系统，可以模拟车辆正常行驶时底部的气流状况，并对车辆的空气动力学的静态和动态领域进行模拟测量等。为了尽可能多的满足不同车型的测试要求，该中心的风洞配有可调节喷口面积和风速的（喷口面积可调节为25㎡和18㎡，风速分别能达到250 km/h和300 km/h）喷风口，根据不同的测试需求，可以灵活改变风口面积和风速。国外成熟的汽车专用风洞技术，是国内比较欠缺且需要努力学习的。
1.3 本文的主要工作内容
(1)根据东风嘉运厢式货车的相关数据，拟定一份详细的厢体尺寸总体设计方案。
(2)对东风嘉运厢式货车的厢体尺寸进行设计计算。
(3)用Pro/e软件对东风嘉运厢式货车进行三维建模。
(4)用Gambit软件给整车构建外流场，并进行网格划分和边界设定。
(5)用Fluent对整车进行外流场仿真并对处理结果进一步处理。
(6)对分析仿真结果进行分析并得出一定结论。
2 东风厢式货车车厢的总体设计
2.1车型选用
本论文选用东风嘉运厢式货车(DFH5080XXYB1)，此厢式货车重2.5吨 长4.2米 宽1.9米 高1.8米 实际载重3吨。
2.2 东风厢式货车外形的相关参数
东风嘉运厢式货车(DFH5080XXYB1)相关参数见表2.1。
表2.1 货车外形相关参数
货车外形相关参数
轮胎半径
0.3m
车头高
1.2m
车头宽
1.7m
车头长
1.2m
目录
1 绪 论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 课题研究情况 1
1.2.1国内研究情况 1
1.2.2 国外研究情况 2
1.3 本文的主要工作内容 2
2 东风厢式货车车厢的总体设计 3
2.1车型选用 3
2.2 东风厢式货车外形的相关参数 3
3 厢式货车的3D建模与外流场的仿真模拟 4
3.1 基于Pro/e的3D建模与虚拟装配 4
3.2 基于Gambit的网格划分处理 5
3.3 基于Fluent的整车外流场仿真与Fluent的图像后处理 9
4 厢式货车外流场仿真结果分析 14
4.1厢式货车外流场压力图分析 14
4.2厢式货车外流场速度图分析 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪 论
1.1 课题的研究背景及意义
现如今，货运车数量在逐渐增多，人们对货运车的性能、外观、实用性等都有了新的要求和认知，汽车车速在不断提高，进而所耗费的燃油会更多，气动性增强，为了实现燃油的经济性，提高汽车的运行性能，汽车行业在不断的探索与实践，寻求减少空气阻力的方法。
厢式货车由于考虑到其转向和今后修理的问题，从而在驾驶室和厢体之间必须留有一定的间隙。而这部分间隙会明显增加货车的空气阻力系数，导致货车在行驶中受到过大的空气阻力，造成能源的浪费。
目前国内外论文中解决这一问题的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
方法主要是在驾驶室上方增添一个导流罩来改善货车的气动特性。厢式货车导流罩是改善汽车空气动力性的多种装置之一。货车导流罩是一个在货车车头顶部的四分之一圆弧形的装置，可以起到减少货车行驶阻力，降低货车行驶时油耗的作用。而汽车厢体尺寸这一方面很少有人去研究，个人认为是因为厢体的尺寸设计要考虑多方面因素牵一发而动全身，很多其他行业会因为某一厢体尺寸的改变而不得不去做相应的改变，性价比不高，但若能找到一个最合适的厢体尺寸使得汽车的空气阻力尽可能减少，从长远来看这是十分有必要的。为此我打算使用计算流体动力学软件Fluent，来对货车的外流场进行仿真模拟，以研究货车厢体尺寸对于货车气动特性的影响与作用，希望对货车气动特性的改良做出一点微不足道的贡献。
1.2 课题研究情况
1.2.1国内研究情况
自1956年我国自主制造出第一辆解放牌汽车以后，我国开始了对汽车的研发，特别是在汽车空气动力学方面取得了许多成果，我国汽车的气动特性优化也越来越成熟。
在老一辈“汽车人”的努力下，我国在汽车的气动特性研究方面已经取得了很多骄人的成绩。吉林大学的张喆对重型载货汽车的侧风气动特性和侧风稳定性进行研究，对研究车辆进行了风洞实验和数值仿真，获得了相应的数值曲线，并为汽车行业提供了一种全新的采用虚拟试验的方法，用以研究侧风状态下的汽车行驶状况。
重庆交通大学的雷荣华以某紧凑型SUV为原型对车身进行优化设计，利用CATIA进行三维建模，利用 ICEM进行网格划分，最后将网格文件导入FLUENT中进行数值模拟，并利用TECPLOT对计算结果进行后处理。分析了suv外流场的压力云图和速度矢量图等结果后，发现空气阻力系数有了明显的下降，suv的气动特性得到了有效地提升。
国内还在建设专业的汽车风洞，以对汽车的空气动力性做进一步的研究和实验。
1.2.2 国外研究情况
国外对于汽车空气动力学的研究相比国内而言是比较先进的，也是值得我们去学习和借鉴的。
宝马公司耗费1.7亿欧元，花了36个月，在2009年建成了空气动力学测试中心，并正式开始使用。该空气动力学测试中心有5层楼高，占地大约2.5w平方米，该风洞中安装有先进的滚动路面模拟系统，可以模拟车辆正常行驶时底部的气流状况，并对车辆的空气动力学的静态和动态领域进行模拟测量等。为了尽可能多的满足不同车型的测试要求，该中心的风洞配有可调节喷口面积和风速的（喷口面积可调节为25㎡和18㎡，风速分别能达到250 km/h和300 km/h）喷风口，根据不同的测试需求，可以灵活改变风口面积和风速。国外成熟的汽车专用风洞技术，是国内比较欠缺且需要努力学习的。
1.3 本文的主要工作内容
(1)根据东风嘉运厢式货车的相关数据，拟定一份详细的厢体尺寸总体设计方案。
(2)对东风嘉运厢式货车的厢体尺寸进行设计计算。
(3)用Pro/e软件对东风嘉运厢式货车进行三维建模。
(4)用Gambit软件给整车构建外流场，并进行网格划分和边界设定。
(5)用Fluent对整车进行外流场仿真并对处理结果进一步处理。
(6)对分析仿真结果进行分析并得出一定结论。
2 东风厢式货车车厢的总体设计
2.1车型选用
本论文选用东风嘉运厢式货车(DFH5080XXYB1)，此厢式货车重2.5吨 长4.2米 宽1.9米 高1.8米 实际载重3吨。
2.2 东风厢式货车外形的相关参数
东风嘉运厢式货车(DFH5080XXYB1)相关参数见表2.1。
表2.1 货车外形相关参数
货车外形相关参数
轮胎半径
0.3m
车头高
1.2m
车头宽
1.7m
车头长
1.2m
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