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重型卡车风阻优化

杨帆 胡阳洋 王建华

杨帆, 胡阳洋, 王建华. 重型卡车风阻优化[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(6): 54-60.
引用本文: 杨帆, 胡阳洋, 王建华. 重型卡车风阻优化[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(6): 54-60.
YANG Fan, HU Yang-yang, WANG Jian-hua. Optimization of wind resistance for heavy truck[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(6): 54-60.
Citation: YANG Fan, HU Yang-yang, WANG Jian-hua. Optimization of wind resistance for heavy truck[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(6): 54-60.

重型卡车风阻优化

基金项目: 

国家自然科学基金项目 51376168

国家自然科学基金项目 91016016

详细信息
    作者简介:

    杨帆(1990-), 男, 广东梅州人, 中国科学技术大学工学博士研究生, 从事流体动力学研究

    王建华(1956-), 女, 安徽合肥人, 中国科学技术大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U461.2

Optimization of wind resistance for heavy truck

More Information
  • 摘要: 为了优化重型卡车的风阻系数, 研究了卡车尾部扰流翼和驾驶室与货箱连接间隙调整对阻力系数降低的作用, 并考虑了无风条件下实际行驶过程中地面与车体相对运动和车轮受压形状改变对阻力的影响。运用低速风洞试验与商业软件FLUENT, 在不同减阻附件安装情况下, 分析了美国标准Class 8卡车的车身绕流特性与阻力系数的变化。研究结果表明: 车身连接处与尾部扰流翼减阻附件的安装可以减弱货箱前部气流分离和尾部涡量, 从而降低卡车阻力系数。在90km·h-1经济速度下, 安装2组减阻附件后的卡车阻力系数最高可降低16.2%, 最小值可达到0.485 4。

     

  • 图  1  风洞结构

    1-安定段; 2-蜂窝器; 3-阻尼网; 4-收缩段; 5-卡车模型; 6-天平; 7-试验段; 8-压力平衡孔; 9-扩压段; 10-电动机; 11-风扇; 12-反扭导流片; 13-整流体; 14-回流段; 15-拐角; 16-导流片

    Figure  1.  Configuration of wind tunnel

    图  2  试验台

    Figure  2.  Testbed

    图  3  计算域空间单元划分

    Figure  3.  Space unit partition of computation domain

    图  4  车体表面混合网格划分

    Figure  4.  Hybrid mesh partition on vehicle surface

    图  5  发动机盖与挡风玻璃处速度矢量

    Figure  5.  Velocity vectors near hood and windshield

    图  6  对称面速度分布

    Figure  6.  Velocity distribution on symmetry plane

    图  7  车尾气流迹线

    Figure  7.  Path lines of airflow at truck tail

    图  8  车头与货箱连接截面流线

    Figure  8.  Streamlines of connection section between cab and packing case

    图  9  车体表面静压分布

    Figure  9.  Static pressure distribution on truck surface

    图  10  对称面湍动能强度

    Figure  10.  Intensity of turbulent kinetic energy on symmetry plane

    图  11  驾驶室与货箱中间连接处封闭

    Figure  11.  Sealing connection gap between cab and packing case

    图  12  封闭间隙后车体表面静压分布

    Figure  12.  Static pressure distribution on truck surface after sealing gap

    图  13  密封间隙后气流迹线分布

    Figure  13.  Path line distribution of airflow after sealing gap

    图  14  对称面尾部气流迹线

    Figure  14.  Path lines of airflow at tail of symmetry plane

    图  15  完整安装车辆

    Figure  15.  Fully installed truck

    图  16  对称面湍动能强度(完整安装车辆)

    Figure  16.  Intensity of turbulent kinetic energy on symmetry plane (fully installed truck)

    表  1  风洞参数

    Table  1.   Parameters of wind tunnel

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    表  2  阻力系数

    Table  2.   Resistance coefficients

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    表  3  计算参数

    Table  3.   Calculation parameters

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    表  4  模拟边界条件

    Table  4.   Boundary conditions of simulation

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    表  5  完整模拟边界条件

    Table  5.   Boundary conditions of comprehensive simulation

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    表  6  试验结果

    Table  6.   Experimental result

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-18
  • 刊出日期:  2013-12-25

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