汽车车身及发动机舱的CFD分析及优化改进

空气动力学知识在汽车外形设计和流场分析上应用很多,相应的空气动力学特性参数也是汽车最重要的性能参数之一,它对汽车的动力性、燃油经济性、驾驶员操纵稳定性等有着极其重要的影响,同时发动机舱散热特性也与空气动力特性相关,而发动机舱的整体热性能对发动机的工作和舱内重要部件息息相关。为了确保整车总体性能满足汽车最佳状态,对汽车整体流场分布和发动机舱散热特性展开详细且准确的研究十分有必要。随着汽车工业的快速发展,空气动力学在汽车上的研究和发动机舱热管理技术的研究越来越多,科研和技术水平应运得到提升。本文利用计算机数值模拟手段,以某企业的一款新车型为研究对象,运用计算流体力学的方法进行汽车整车外流场分析、发动机舱流场及温度场仿真分析,根据分析结果对某些重要结构进行改进优化,获取更好的外流场特性和发动机舱的热管理性能。主要研究工作如下:(1)利用流体软件STAR-CCM+对车辆进行外流场分析,得到整车在行驶过程中的外流场特性,包括整车表面压力、平均速度分布以及侧部和尾部流线分布。(2)通过流体软件模拟汽车怠速和高速两种不同工况,针对车辆进行发动机舱内的流场、温度场特性进行仿真计算,得到两种工况下发动机舱的温度场、速度场以及关注的重要部件的表面温度分布情况。(3)分析两种不同工况下的仿真结果,发现在怠速工况时存在机舱内局部零件温度偏高现象,结合汽车外流场分析机舱内冷却气流流动情况,得出造成其温度偏高的原因并提出了改进方案。(4)通过两种不同工况下速度场和温度分布的对比,发现格栅进气量对发动机舱散热特性有较大的影响,因此采取优化格栅开口比和在格栅处添加导流板的优化措施。最后验证改进后的模型的流场和温度场分布,得到结构改进后的仿真结果,验证前文优化建议的可行性。