带侧翼式扩散器对汽车气动特性影响研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.11.011

摘要/Abstract

摘要：

为研究带侧翼式扩散器对汽车气动特性的影响，将其安装在CAERI Aero Model标准模型上，采用计算流体动力学（CFD）软件对不同扩散器安装角度下车辆的气动阻力和升力进行仿真，并与安装普通直板式扩散器进行对比，其中直板式扩散器某一安装角度的仿真结果通过了风洞试验的验证，以确认仿真的可靠性。仿真结果表明，带侧翼式扩散器能改变车辆底部和尾部涡结构的分布，与直板式扩散器相比，带侧翼式扩散器在不同安装角度下均能有效降低车辆的气动升力，在安装角度α =10.5°时，气动升力降低最大，达38.1%。带侧翼式扩散器能在气动阻力略为增大的条件下大幅减小气动升力，有效提升车辆的气动行驶稳定性和安全性。

关键词: CAERI Aero 模型, 扩散器, 气动阻力, 气动升力

Abstract:

In order to study the influences of the side-wing diffuser on the aerodynamic characteristics of a car， a side-wing diffuser is installed on the CAERI Aero Model， and a computational fluid dynamics （CFD） software is used to simulate the aerodynamic drag and lift force of vehicle with diffuser installed at different angles， and compared with general plane diffuser， in which the simulation result of the plane diffuser with a certain installation angle has been verified by wind tunnel test to conform the reliability of the simulation. The results of simulation show that the side-wing diffuser can change the distribution of vortex structure at the bottom and tail of the vehicle. Compared with the plane diffuser， the side-wing diffuser can effectively reduce the aerodynamic lift of the vehicle at different installation angles of diffuser， with the maximum declining rate of aerodynamic lift force reaching 38.1% at an installation angle α = 10.5°. The side-wing diffuser can greatly reduce the aerodynamic lift with a trivial increase of aerodynamic drag， effectively enhancing the driving stability and safety of vehicle.

Key words: CAERI Aero Model, diffuser, aerodynamic drag, aerodynamic lift

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参考文献 16

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参数	正投影面积/m²	风阻系数
试验测试值	2.173	0.250
CFD计算值	2.169	0.248
误差	0.2%	0.8%

扩散器角度α/（°）	直板式扩散器	带侧翼式扩散器	减小率/%
3	0.234	0.236	-0.8
4.5	0.238	0.240	-0.8
6	0.240	0.243	-1.3
7.5	0.243	0.245	-0.8
9	0.248	0.249	-0.4
10.5	0.248	0.250	-0.8
12	0.251	0.253	-0.8

扩散器角度α/（°）	直板式扩散器	带侧翼式扩散器	减小率/%
3	0.046	0.045	2.2
4.5	0.044	0.041	6.8
6	0.043	0.040	7.0
7.5	0.043	0.039	9.3
9	0.039	0.029	25.6
10.5	0.042	0.026	38.1
12	0.043	0.028	34.9

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