论文摘要：汽车超车行驶时气动特性研究

本文利用计算流体力学方法，Spalart-Allmaras湍流模型、QUICK离散格式、SIMPLEC速度和压强耦合处理方法、非结构四面体网格及动网格技术对超车过程中超车车辆和被超车辆周围非定常流场进行数值模拟。首先，对简化直背式轿车的单车模型周围定常流场进行数值计算，通过与试验结果的对比，验证计算方法及计算结果的有效性；在此基础上，建立超车模型，超车车辆和被超车辆均与单车模型相同，对两种超车速度和两种间距工况下的超车过程进行数值计算，得到超车车辆和被超车辆受到的侧向力、侧倾力矩和横摆力矩在超车过程中的变化情况，并对其进行分析，最后根据超车过程中三个典型位置、两种速度和两种间距情况下的速度场和压强场的分布情况，分析流场特性对气动力特性的影响情况。被超车辆受到的侧向力和侧倾力矩在两种超车速度下的变化趋势基本相同，但横摆力矩有所不同。超车速度越大，最大侧向力、侧倾力矩和横摆力矩越大，并且出现得越早；被超车辆的侧向力、侧倾力矩和横摆力矩在两种间距下的变化趋势基本相同，但它们各自变化趋势有所不同，分别与受超车速度影响的侧向力、侧倾力矩和横摆力矩的变化趋势基本相同。两车间距越小，最大侧向力、侧倾力矩和横摆力矩越大，其中侧向力在Z正向出现得越早，在Z负向越晚，侧倾力矩和横摆力矩出现得越晚；超车车辆受到的侧向力和侧倾力矩在两种超车速度下的变化趋势基本相同。其中侧向力与被超车辆的侧向力的变化趋势基本相同，侧倾力矩有所不同。横摆力矩在两种超车速度下的变化趋势有较大不同。超车速度越大，超车车辆受到的最大侧向力、侧倾力矩越大，横摆力矩越小，并且出现得越早，但最大侧向力在D/L=-1附近基本相同；超车车辆受到的侧向力、侧倾力矩和横摆力矩在两种间距下的变化趋势有着明显差别。两车间距越小，超车车辆的最大侧倾力矩和横摆力矩越大，并且出现得越早。但两车间距对正向最大侧向力影响不大，对负向最大侧向力影响较大，而且间距越小，最大侧向力越小，出现得也越晚；在D/L=-1位置，被超车辆受到正向侧向力、负向横摆力矩作用，超车车辆受到正向侧向力、负向横摆力矩作用。在D/L=0位置，两车均受到指向对方的侧向力作用，受到的横摆力矩较小。在D/L=1位置，被超车辆受到正向侧向力、正向横摆力矩作用，超车车辆受到负向侧向力、正向横摆力矩作用。