微型純電動(dòng)汽車車身前圍參數(shù)化設(shè)計(jì)及整車CFD分析

【摘要】：隨著道路條件的改善和能源危機(jī)的加劇,微型純電動(dòng)車越來(lái)越受到人們的關(guān)注。但是續(xù)航里程太短一直制約著電動(dòng)汽車發(fā)展,如今在解決續(xù)航里程不足的問(wèn)題上,電池技術(shù)很難有新的突破,因而減少汽車行駛時(shí)的空氣阻力成為最有效的方法,故優(yōu)化純電動(dòng)汽車的空氣動(dòng)力性能成為未來(lái)發(fā)展的重要方向。由于純電動(dòng)汽車改變了傳統(tǒng)的傳動(dòng)布局,以電力代替了普通內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng),所以前圍部分不再像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)一樣為了工程上的需要放置發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)及系統(tǒng),這就使進(jìn)氣柵格、車燈等的造型樣式更為多樣化,這種變化又會(huì)引起整車風(fēng)阻系數(shù)的變化。本文從微型純電動(dòng)車氣動(dòng)特性角度,以某微型純電動(dòng)車為研究對(duì)象,分析前圍主要部件的造型參數(shù)對(duì)整車風(fēng)阻的影響,為進(jìn)一步提高微型純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程提供參考。首先,在從微型純電動(dòng)汽車底盤(pán)及車身總布置出發(fā),確定該車的主要參數(shù),通過(guò)計(jì)算確定整車電機(jī)的選型和動(dòng)力電池系統(tǒng)的布置,利用UG創(chuàng)建微型純電動(dòng)汽車數(shù)字模型并對(duì)其曲面進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)估,確保所設(shè)計(jì)的微型純電動(dòng)汽車模型更貼合實(shí)際。其次,在已建成的微型電動(dòng)汽車數(shù)字化模型周圍建立合適的計(jì)算域,利用FLUENT并選擇標(biāo)準(zhǔn)k??湍流模型對(duì)微型純電動(dòng)汽車外流場(chǎng)進(jìn)行求解并分析得出該車型的基本氣動(dòng)特性。最后,通過(guò)參數(shù)化編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣格柵、保險(xiǎn)杠、車燈曲面相應(yīng)幾何形狀的改變,結(jié)合CFD分析,并利用正交實(shí)驗(yàn)確定出進(jìn)氣柵格、保險(xiǎn)杠、車燈曲面的最優(yōu)參數(shù),進(jìn)而優(yōu)化了微型純電動(dòng)車數(shù)字化模型,所做工作為微型純電動(dòng)車車身設(shè)計(jì)及造型改進(jìn)提供了一定的依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車 前圍造型 進(jìn)氣格柵參數(shù)化 CFD分析
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U469.72;U463.82
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 電動(dòng)汽車發(fā)展歷程9-10
• 1.2.2 車身氣動(dòng)造型發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要內(nèi)容12-15
• 第二章 空氣動(dòng)力學(xué)基本理論和算法分析15-24
• 2.1 車身外流場(chǎng)對(duì)汽車的作用15-18
• 2.1.1 汽車在流場(chǎng)中的受力分析15-16
• 2.1.2 流場(chǎng)對(duì)汽車車身的繞流特性16-18
• 2.2 汽車空氣動(dòng)力學(xué)CFD求解法18-19
• 2.3 汽車流體動(dòng)力學(xué)方程19-20
• 2.3.1 質(zhì)量守恒方程19
• 2.3.2 動(dòng)量守恒方程19-20
• 2.3.3 能量守恒方程20
• 2.3.4 湍流控制方程20
• 2.4 三維流場(chǎng)湍流模型20-23
• 2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε 湍流模型20-21
• 2.4.2 RNG k-ε 湍流模型21-22
• 2.4.3 Realizable k-ε湍流模型22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 微型純電動(dòng)汽車車身總布置及整車建模24-40
• 3.1 純電動(dòng)汽車與燃油汽車車身設(shè)計(jì)方法的聯(lián)系與區(qū)別24-25
• 3.2 微型純電動(dòng)汽車車身總布置25-33
• 3.2.1 微型純電動(dòng)汽車整車布置型式的選擇25-27
• 3.2.2 微型純電動(dòng)汽車主要參數(shù)的選擇27-29
• 3.2.3 整車電機(jī)選型計(jì)算及布置29-32
• 3.2.4 整車動(dòng)力電池系統(tǒng)的布置32-33
• 3.3 微型純電動(dòng)汽車車身曲面造型流程33-35
• 3.4 微型純電動(dòng)汽車模型的建立35-37
• 3.5 微型純電動(dòng)汽車模型的曲面質(zhì)量分析37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 微型純電動(dòng)車車身外流場(chǎng)數(shù)值模擬分析40-49
• 4.1 微型純電動(dòng)車車身外流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算流程40-45
• 4.1.1 確定微型純電動(dòng)車模型的計(jì)算域40-41
• 4.1.2 劃分網(wǎng)格41-43
• 4.1.3 設(shè)定邊界條件43-45
• 4.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析45-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第五章 微型純電動(dòng)汽車前圍造型優(yōu)化并改進(jìn)分析49-73
• 5.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)49-51
• 5.2 利用UG二次開(kāi)發(fā)模塊進(jìn)行前圍部件參數(shù)化設(shè)計(jì)51-53
• 5.3 進(jìn)氣柵格參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)整車CD值的影響53-60
• 5.3.1 進(jìn)氣柵格參數(shù)化建模53-55
• 5.3.2 含參數(shù)化進(jìn)氣柵格的整車CFD分析55-60
• 5.4 保險(xiǎn)杠部分參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)整車CD值的影響60-63
• 5.4.1 保險(xiǎn)杠參數(shù)化建模60-61
• 5.4.2 含參數(shù)化保險(xiǎn)杠的整車CFD分析61-63
• 5.5 車燈曲面參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)整車CD值的影響63-68
• 5.5.1 車燈曲面參數(shù)化建模63-64
• 5.5.2 含參數(shù)化車燈曲面的整車CFD分析64-68
• 5.6 優(yōu)化改進(jìn)后的微型純電動(dòng)汽車車身外流場(chǎng)分析68-72
• 5.7 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 附錄79-80
• 致謝80

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