基于空气动力学大客车降风阻毕业论文开题报告
空气动力学(Aerodynamics)是研究物体在与周围空气作相对运动时两者之间相互作用力的关系及运动规律的科学。
目前,汽车空气动力学研究主要有两种方法,一种是进行风洞实验,一种是利用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法进行数值模拟,即计算流体动力学分析。
空气动力汽车原理
风洞实验结果精度高、可靠性好,但风洞投资大、实验周期长,存在阻塞效应等,而且不能对整个流场给出详尽的描述,阻碍了它在汽车设计中的应用。CFD模拟与传统的风洞实验方法相比,开发周期短,费用低,有良好的复现性,可进行可视化处理,并且可以得出流场内每一点的物理量值·在过去的十几年中,随着计算机和计算技术的发展,C℉D数值模拟方法已经被越来越多地应用到汽车设计中。
计算流体力学在汽车工程方面的应用最早是从20世纪60年代开始的,主要用于发动机进气及气缸流动的数值模拟、汽车制动等液力系统数值计算及汽车空气动力数值模拟等。80年代初期,计算的对象还限于车身的基本形状,如今已经发展到包括后视镜、扰流板、复杂底板、
移动地面、发动机舱、车轮等复杂的车体模拟,横向风稳定性、两车相遇的瞬态空气动力特性等方面的模拟。
现在将对工程中的流体流动、传热、燃烧、化学反应、多相流等的数值顶测及工程应用一般简称为CFD技术。C℉D方法的实际应用,大大减少了风洞的负担,缩短了设计周期,节省了成本,确保了性能。CD精度虽比不上风洞试验,但是CFD是以经典力学、数值计算方法和计算机技术为基础建立起来的,因其费用少、周期短的优点,加之数值模拟在某种意义上比理论和实验对流体的运动过程认识得更为深刻、更为细致,不仅可以了解运动的结果,而且可以了解整体的与局部的细小扰动。
减小汽车的空气阻力、滚动阻力和改善发动机微机控制等方法是节能最为有效和显著的方法,其中C℉D可以克服传统汽车空气动力学中的多种弊端,因为同试验相比,它具有可预先研究、不受条件(支架的干扰、模型弹性变形)限制、信息丰富、成本低和周期短等特点。
因此对于本次参赛的大学生℉1赛车空气动力性能的优化采用计算流体力学的方案最为合理和经济,既可以提出相对合理的完善方案,又可以节省实验的资金预算。
对于学生阶段,利用软件模拟最直接且更加直观,也同时满足一定的要求。