导流罩对不同货箱形式重型汽车气动阻力的影响.PDF

2015 年 STAR-CCM+ 中国用户论文 导流罩对不同货箱形式重型汽车气动阻力 的影响 陈存福，李胜，胡金蕊 （一汽解放青岛汽车有限公司，青岛，266043 ） （Tel Email 163.com） 摘 要：商用车减阻是节能减排的重要组成部分，以生产运输中较常见的三种货箱形式为研究对象，利用 CFD （Computational Fluid Dynamics ）方法，研究导流罩在搭配不同货箱形式时的流动机理，计算得出整车气动阻力。研 究结果表明，在空载条件下，无导流罩普通栏板货箱整车阻力系数小于加装导流罩工况；集装箱整车与义乌箱整车 需增加导流罩，以降低风阻。 关键词：导流罩；货箱形式；空气动力学；STAR-CCM+ 0 引言 [1] 如何降低空气阻力已成为重型商用车减阻的关键问题 ，有效降低整车空气阻力，可节约油耗， 降低运输成本。甩挂运输利用“一拖多挂”形式，即在运输中，一辆牵引车拖挂不同货箱，降低整 车空驶率，提高运输效率。甩挂运输的特点决定了牵引车必定配备多种挂车形式，不同货箱形式下 整车空气阻力也不尽相同。一汽技术中心付强等对配备集装箱、义乌箱两种货箱形式的载货汽车进 [2] 行了研究分析，表明需正确配备导流罩与货箱，才能起到减阻效果 。张国栋等人研究了载货汽车 [3] 匹配不同形式货箱下的空气阻力，并用试验验证了数值模拟方法的正确性 。 本文以三种不同货箱形式重型汽车为研究对象，利用CFD 方法，研究导流罩对整车空气阻力及 流场结构的影响，分析导流罩减阻机理，为导流罩的选用与安装提供依据。 1 计算模型 本文以某国产 6 ×2 牵引车为基础，分别匹配三种不同货箱形式，如图 1 所示。三种货箱的安 装位置均相同，集装箱与普通栏板式货箱长度为12.2m，宽度为2.44m，义乌箱长度为9.62m，宽度 为2.44m 。 （a ）集装箱整车 （b ）普通栏板式货箱整车 （c ）义乌箱整车 图1 三种货箱形式 计算模型缩尺比例为 1:1，保留了影响流动的几何细节，对车轮、车架和发动机进行了适当简 化处理。保留了后视镜、格栅开孔等细节特征，研究模型可较为真实反映实车特性。 2 数值计算 2.1 计算域与网格模型 在整车外建立计算流体域，入口距整车前部为 2.5 倍车长，出口距整车尾部为 5.5 倍车长，宽 度为6 倍车宽，高度为5 倍车高。为准确模拟整车边界流动，对整车表面网格进行边界层设置，并 一汽解放青岛汽车有限公司，研发部 1 2015 年 STAR-CCM+ 中国用户论文 对车体后视镜、底盘、整车尾部等区域进行了网格加密。体网格为多面体网格，网格数量为 1900 万左右，形式如图2 所示。 图2 计算域与网格 2.3 湍流模型与边界条件 湍流模型在外流场计算中直接影响计算结果，SST k- ω湍流模型结合了k- ε与k- ω计算特点， 在近壁面保留了原始的k- ω模型，远壁面采用k- ε模型。该湍流模型能适应压力梯度变化的各种现 [4] 象，并且可以精确的模拟边界层现象，无需使用较容易失真的粘性衰减函数 。能够较好的模拟整 车气流流动，广泛用于外流场计算中。 由于车速较低，故可认为