10.16638/jki.1671-7988.2017.14.041
基于CFD分析的某牵引车风阻系数优化
葛晋，江元，刘东峰
（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）
摘要：汽车空气动力学特性对汽车的动力性、经济性及稳定性具有很大影响。文章基于某重型牵引车开发，通过CFD分析，对整车风阻系数进行仿真分析及优化。分析结果表明，通过CFD分析方法，可以有效的满足整车风阻优化分析。
关键词：汽车空气动力学；CFD；风阻系数
中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)14-118-03
Based On The CFD Analysis Of A Tractor Wind Resistance Coefficient Optimization
Ge Jin, Jiang Yuan, Liu Dongfeng
( Anhui Jianghuai Automobile Group CO. LTD, Anhui Heifei 230601 )
Abstract: The aerodynamic influence greatly the dynamics properties, the fuel economy and the operating performance of the trucks. This article is based on a heavy tractor development, through the CFD analysis, simulation analysis and optimization of vehicle wind resistance coefficient. The results show that by the method of CFD analysis, can effectively meet the wind resistance optimization analysis of the vehicle.
Keywords: aerodynamic; CFD; drag coefficient
CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-118-03
引言
汽车空气动力学是研究汽车在行驶过程中，空气流经汽车时的流动规律及与汽车相互作用的一门科学。本文以某重卡牵引车开发为例，采用CFD仿真分析的方法，以标杆车机舱总布置数据为基础，以同等条件下标杆车风阻系数CFD分析结果为目标值，完成某重卡造型阶段外造型面的外流场仿真分析及优化。
1 整车外流场摸底分析
安徽江淮汽车集团1.1 标杆车整车外流场摸底分析
完成标杆车整车动力学CFD建模及风阻系数摸底分析，整车风阻系数分别为0.416（格栅开启）和0.396（格栅封闭）。
图1 标杆车整车CFD模型
1.2 设计车整车外流场摸底分析
完成设计车整车空气动力学CFD建模及风阻系数摸底分析，整车风阻系数分别为0.433（格栅开启）和0.4105（格栅封闭）。
作者简介：葛晋，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。
汽车实用技术
119 2017年第14期
图2 设计车整车CFD模型
2 外造型面仿真分析和优化
2.1 优化方案说明
表1 优化建议汇总表
2.1.1 前格栅开口优化
优化前格栅开口，将上图中红部分下格栅封闭。
图3 下格栅封闭示意
表2 冷却模块风量变化
图4 优化前后机舱内气流变化图
下格栅封闭后，如上图所示减少了进气量，图示部分气流冲击消失，整车气动阻力降低2counts。
2.1.2 后视镜结构优化
将开发车型后视镜凹槽封堵，如上图所示，整车气动阻力降低1count。
图5 后视镜方案示意图
图6 后视镜优化前后风阻系数对比
2.1.3 冷却模块增加密封板
机舱内气流泄露，冷却效率低，加密封板后，气流能有效的流经冷却模块，提高冷却效率，并有效改善风阻性能。整车风阻系数下降4counts，效果显著。
图7 冷却模块增加密封板
2.1.4 导流罩断面结构优化
导流罩断面结构优化，调整其断面曲率走势，使气流流动更加平缓。分析结果表明，导流罩结构形状优化使得整车风阻系数下降6counts，效果显著。
图8 导流罩断面结构优化
2.1.5 前侧窗玻璃断差优化
移除前侧窗玻璃断差后，前侧窗区域的表面压力系数得到明显改善，风阻系数下降5counts，效果显著。
图9 前侧窗玻璃断差
葛晋等：基于CFD分析的某牵引车风阻系数优化120 2017年第14期
图10 优化前后表面压力对比
2.1.6 前轮罩轮包曲率优化
修改的轮包较原轮包曲率有所改变，轮包略向外扩，使整车气动阻力下降1count。
图11 轮包曲率优化方案示意图
2.1.7 卧铺玻璃断差优化
将原卧铺玻璃断差磨平，使整车气动阻力下降1count。
图12 卧铺玻璃方案示意图
2.1.8 侧导流罩后部结构优化
将导流罩后部适当外扩，使整车气动阻力下降1count。
图13 导流罩后部外扩示意图
2.2 最终优化结果
根据上述优化方案，设计车整车风阻系数由0.433降低至0.412，已优于标杆车水平，达到开发车型预期设计目标要求。
表3 优化方案表
图14 整车压力系数云图
图15 整车Y=0截面速度云图
3 结论
（1）本文通过CFD方法对某重型牵引车的整车风阻系数进行分析及优化，最终优化结果满足开发目标。
（2）相对于常规的设计方法，应用CFD分析，可以大大缩短开发周期，节省开发费用，更好的满足商用车整车开发。
（3）分析结果需要结合实际试验验证结果进行综合对比。
参考文献
[1] 傅立敏.汽车空气动力学.[M]机械工业出版社.
[2] 于萍.工程流体力学.[M]科学出版社.