2010800716 - 阳延 - 飞行汽车车身设计及地面行驶的外流场优化最(2)

湘潭大学

毕业论文鉴定意见

学号： 2010800716 姓名： 阳 延 专业： 工程力学 毕业论文（设计说明书） 37 页 图表 41 张

论文（设计）题目：飞行汽车车身设计及地面行驶的外流场优化 内容提要： 本文基于汽车空气动力学、计算流体力学，根据相关要求利用Solidworks设 计了飞行汽车的车身模型，利用ANSYS/CFX对该飞行汽车在地面行驶中的外流 场问题进行了数值仿真，详细介绍了数值仿真的整个过程，包括网格划分、流场 边界条件设置、湍流模型的选取等。对得到的飞行汽车压力分布图、速度矢量图、 湍流动能图进行了分析，计算出飞行汽车气动阻力，气动升力及阻力系数等参数， 获得了飞行汽车外流场详细的力学特征。然后根据初步的仿真结果，对飞行汽车 外形进行了适当的结构优化，分析结果与初步结果进行了比较，改动后模型的气 动阻力，阻力系数等关键参数有了明显的优化，证明了优化的有效性。 IV

指导教师评语 阳延同学的毕业论文，基于汽车空气动力学理论，根据要求设计了飞行汽车的车身，并对该飞行汽车在地面行驶中的外流场问题进行了较为细致的数值模拟研究；然后根据初步的仿真结果，对飞行汽车外形进行了适当的结构优化，分析结果与初步结果进行了比较，证明了优化的有效性。文中利用Solidworks建立了飞行汽车的3D模型，利用ANSYS/CFD，建立了飞行汽车在地面行驶的外流场有限元物理模型，获得了汽车外流场的详细的力学特征，并对结果进行了详细的讨论，为进一步改进设计奠定了坚实的基础。 本课题要求学生具有较好的力学基础、较强的自学能力与理论分析能力，并能对CFD计算结果进行合理的分析，具有较大的难度，有一定的创新性且计算工作量较大。论文反映了作者对该研究领域有一定的了解，能够熟练运用专业基础知识与CFD软件解决实际工程问题的能力，具有较强的计算机应用与数值计算能力。论文格式规范，层次分明、概念清晰，达到本科毕业水平，同意答辩。建议成绩评定为优。 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语 阳延同学能按时优异地完成规定的任务，工作量饱满，表现很好。论文达到规定要求，表明该同学具有独立查阅文献、综合归纳资料的能力，具有扎实的专业基础知识和综合运用所学知识的能力。毕业论文内容正确、概念清楚、结构严谨、条理分明、论据充分、文字通顺、格式规范。论文有创新性，有一定的应用价值，答辩时论述思路清晰、表达清楚，能熟练、正确回答问题、有逻辑性，达到了本科毕业论文的要求。 根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为优。 答辩小组组长： 年 月 日 答辩委员会意见 经答辩委员会讨论，同意该毕业论文成绩评定为优。 答辩委员会主任： 年 月 日 V

湘潭大学本科毕业论文

目录

目录 ........................................................................................................................ I 摘要 ..................................................................................................................... III Abstract ............................................................................................................... III 第1章 绪论 ......................................................................................................... 1

1.1 研究背景与意义 .......................................................................................................... 1 1.2 计算流体力学(CFD) .................................................................................................... 1 1.3 国内外研究现状 .......................................................................................................... 1

1.3.1 国外汽车计算流体动力学发展现状 ................................................................ 1 1.3.2 国内汽车计算流体动力学发展现状 ................................................................ 2 1.4 本文的研究内容 .......................................................................................................... 2

1.4.1 研究目标 ............................................................................................................ 2 1.4.2 本文的主要工作 ................................................................................................ 2 1.4.3 技术关键和难点 ................................................................................................ 3

第2章 汽车空气动力学 ..................................................................................... 4

2.1 空气动力学基本理论 .................................................................................................. 4

2.1.1 空气基本物理属性 ............................................................................................ 4 2.1.2 流体阻力现象 .................................................................................................... 5 2.1.3 汽车动力流体运动的基本方程 ........................................................................ 6 2.2 汽车空气动力学 .......................................................................................................... 6

2.2.1 气动力和力矩 .................................................................................................... 6 2.2.2 气动阻力特性和气动升力特性 ........................................................................ 7 2.3 汽车外流场数值模拟 .................................................................................................. 8

2.3.1 汽车外流场的基本假设 .................................................................................... 8 2.3.2 CFD理论基础 .................................................................................................... 8 2.4 本章小结 ...................................................................................................................... 9

第3章 飞行汽车外流场数值模拟 ................................................................... 10

3.1 汽车车身造型发展史 ................................................................................................ 10 3.2 飞行汽车车身设计 .................................................................................................... 11

3.2.1 飞行汽车车身设计基本思路 .......................................................................... 11 3.2.2 飞行汽车模型 .................................................................................................. 12 3.3 飞行汽车外流场数值模拟 ........................................................................................ 13

3.3.1 ANSYS/Workbench简介 .................................................................................. 13 3.3.2 飞行汽车数值模拟简化模型 .......................................................................... 13 3.3.3 计算区域的确定 .............................................................................................. 14 3.3.4 网格模型建立 .................................................................................................. 14

I

飞行汽车车身设计及地面行驶的外流场优化

3.3.5 计算过程控制 .................................................................................................. 15 3.4 数值模拟结果与分析 ................................................................................................ 16

3.4.1 残差迭代收敛曲线 .......................................................................................... 16 3.4.2 速度流线图 ...................................................................................................... 17 3.4.3 空气速度场 ...................................................................................................... 18 3.4.4 压力分布 .......................................................................................................... 19 3.4.5 湍流动能 .......................................................................................................... 20 3.4.6 风阻系数与气动力 .......................................................................................... 21 3.5 结论 ............................................................................................................................ 22 3.6 本章小结 .................................................................................................................... 22

第4章 车身优化分析 ....................................................................................... 23

4.1 优化方案 .................................................................................................................... 23 4.2 优化前后计算模型对比 ............................................................................................ 23 4.3 优化结果对比 ............................................................................................................ 24

4.3.1 压力分布对比 .................................................................................................. 24 4.3.2 湍流动能对比 .................................................................................................. 24 4.3.3 速度矢量图对比 .............................................................................................. 25 4.3.4 阻力系数与气动力对比 .................................................................................. 26 4.4 结论 ............................................................................................................................ 26 4.5 本章小结 .................................................................................................................... 26

第5章 总结与展望 ........................................................................................... 27

5.1 总结 ............................................................................................................................ 27 5.2 展望 ............................................................................................................................ 27

参考文献 ............................................................................................................. 28 致 谢 ................................................................................................................... 29

II

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库2010800716 - 阳延 - 飞行汽车车身设计及地面行驶的外流场优化最(2)在线全文阅读。