如何進(jìn)行汽車升力分析與優(yōu)化?
汽車升力分析與優(yōu)化,對(duì)于提升車輛操控性能和燃油效率至關(guān)重要。
升力產(chǎn)生主要源于車輛與空氣的相互作用,高速行駛時(shí)空氣流經(jīng)車身產(chǎn)生壓力差形成向上升力,導(dǎo)致輪胎與路面接觸壓力減少,影響操控穩(wěn)定性。
要準(zhǔn)確分析升力,關(guān)鍵在于模擬和計(jì)算不同速度下的升力值。一是建立空氣動(dòng)力學(xué)模型,用 CFD 模擬獲取精確升力數(shù)據(jù);二是進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證模擬準(zhǔn)確性并獲取實(shí)際數(shù)據(jù);三是分析車身形狀、底盤高度、尾翼設(shè)計(jì)等車輛設(shè)計(jì)參數(shù)的影響。
升力優(yōu)化旨在減少升力,提高操控性能。車身設(shè)計(jì)優(yōu)化,改變線條和形狀可減少空氣阻力,降低升力;底盤和懸掛系統(tǒng)調(diào)整,能增加車輛與路面接觸面積,提高抓地力;尾翼和擾流板的合理應(yīng)用,利用下壓力抵消升力,增強(qiáng)穩(wěn)定性。
氣動(dòng)附加裝置能改善車輛氣動(dòng)流場(chǎng),增加氣動(dòng)升力。其作用包括增加車身下壓力提高穩(wěn)定性和操控性能,降低空氣阻力提高速度,改變氣動(dòng)流場(chǎng)速度和壓力增加飛行姿態(tài)穩(wěn)定性和控制升力分配。
改進(jìn)氣動(dòng)附加裝置,要降低重量,采用輕質(zhì)材料如碳纖維;優(yōu)化形狀,如增加傾斜角度、增強(qiáng)底部隆起設(shè)計(jì);確定最佳安裝位置,發(fā)揮最大性能。
分析氣動(dòng)附加裝置對(duì)車輛氣動(dòng)升力的影響機(jī)制,其能改變車身表面氣流紋理,增大擾流程度,增加表面積。
改進(jìn)設(shè)計(jì)可基于 CFD 數(shù)值模擬、流場(chǎng)可視化技術(shù)和多目標(biāo)優(yōu)化,綜合考慮形狀、材料、位置等因素,提高車輛氣動(dòng)性能。
還可通過開展氣動(dòng)升力風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正研究,明確車輪離地間隙和地面附面層是測(cè)量精度關(guān)鍵因素,提出壓板陣列管壓力轉(zhuǎn)化法,建立數(shù)據(jù)修正方法;進(jìn)行格子 LBM-les 法粒子拓?fù)潢P(guān)系尋優(yōu)研究,建立普適性準(zhǔn)則和最優(yōu)粒子分布參數(shù);對(duì)格子 LBM-les 法進(jìn)行改進(jìn),提高仿真精度和效率。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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