基于汽车尾流分离识别与控制的气动减阻优化研究.docx
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基于汽车尾流分离识别与控制的气动减阻优化研究
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摘?要：尾端气流分离和尾流结构对汽车气动阻力的产生有重要影响，气动减阻优化开发需要有效的控制汽车尾端的边界层分离特性和尾涡的产生、发展及其流动规律。本文结合边界层控制方程和边界层分离原理分析了顺流向和横流向压力梯度对边界层分离和纵向涡的形成所起的重要作用，建立了通过两个方向的压力梯度识别气流分离和涡流形成的方法，并给出了通过矢量计算获得压力梯度结果的计算方法和过程，以及通过压力梯度结果识别车身表面气流分离位置的方法，分析了相应的尾涡产生与发展特点。通过正交实验设计对复杂外形的尾流分离外形特征进行了减阻优化，获得了低风阻设计方案。所提出的基于压力梯度识别和正交试验设计相结合的方法，为尾端气流分离和整车气动减阻优化设计提供了有益参考和支持。
关键词：汽车空气动力学;边界层分离;顺流向压力梯度;横流向压力梯度;气动减阻优化
：U461.1??：A??：1005-2550（2021）01-0020-06
OptimizationofAerodynamicDragReductionBasedonFlowSeparationIdentificationandControl
WANGFu-liang
（PanAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo.，Ltd.，Shanghai202106，China）
Abstract：Theflowseparationandwakestructureattheendofavehiclehaveanimportantinfluenceonthegenerationofaerodynamicdrag.Theoptimizationdevelopmentofaerodynamicdragreductionneedstoeffectivelycontroltheboundarylayerseparationcharacteristicsattheendofthevehicleandthegeneration，developmentandflowlawofthewakevortex.Basedontheboundarylayergoverningequationandboundarylayerseparationtheory，thispaperanalyzestheimportanteffectofstreamwiseandtransversepressuregradientsinboundarylayerseparationandlongitudinalvortexformation，establishesamethodtoidentifytheflowseparationandvortexformationbypressuregradientsinthesetwodirections，andgivesthecalculationmethodandprocesstoobtainthepressuregradientresultsbyvectorcalculation，aswellasthecalculationmethodbypressuregradientThegradientresultsareusedtoidentifytheseparationpositionoftheairflowonthebodysurface，andthecharacteristicsofthegenerationanddevelopmentofthewakevortexareanalyzed.Throughtheorthogonalexperimentaldesign，thedragreductionoptimizationofwakeseparationshapecharacteristicsofcomplexshapeiscarriedout，andthelowdragdesignschemeisobtained.Theproposedmethodbasedonpressuregradientidentificationandorthogonalexperimentaldesignpr