汽车外流场CFD仿真分析

1 概述

2 使用软件

3 模型前处理与网格划分

3.1 CAD 模型的前处理

3.2 有限元模型的前处理

4 模型求解及结果分析

4.1 模型求解设置

4.2 求解结果分析

5 空气阻力系数的计算

6 结论

1 概 述

    本报告应用 CFD 分析软件，对 HUPO 进行外流场分析，给出整车满载下的风阻系数，为设计组提供参考。

    本次分析采用半车模型，车身表面采用约（8-25mm）的三角形网格；风洞尺寸为（40m×6m×10m），其壁面网格为（400-500mm）；体网格采用六面体单元，单元总数控制在 250万之内。

    本报告设风洞入口边界条件为 u₀ = 30m / s ,出口条件为压力出口，空气密度为1.225kg/m³，计算中不考虑温度变化。

2 使用软件

     本报告使用的前处理软件为 ANSA，解算器和后处理软件为 Star-CCM+。

3 模型前处理与网格划分

    汽车车身表面存在大量细小特征，要精确地模拟所有这些特征，经常会导致生成的网格单元数目巨大，从而使得求解时的计算量增加，因此在处理计算模型时对几何数模进行合理的简化。

3.1 CAD 模型的前处理

     在 CATIA 中将汽车模型（特别是底盘部分）作合理的简化：保留轮胎、后视镜等部件；由于底盘的复杂性，这里将车底化为平面，然后将车身表面和底盘的碎面缝合起来，形成若干个大的特征表面，将整个汽车简化为封闭的壳体；再在汽车周围形成适当的空气域（40m×6m×10m），汽车与风洞相对位置如图 1 所示（由于汽车的对称性，为减少计算采用半车身模型。