客車車身數值建模和周圍流場的空間離散化及模型風洞試驗研究.pdf

1、該課題主要在客車車身表面數值模型建立、客車周圍流場有限元數值模擬的空間離散化和客車模型風洞試驗三方面進行了研究.客車車身表面數值模型建立是客車造型和客車流場數值模擬空間離散化的基礎.課題設計制作了1:5風洞試驗用國產客車木質模型,利用三坐標測量機對模型表面進行了測量.測量中探討了"網絡預先標識法"和"觸點初坐標調整法"等測量手段,經實際測量應用表明,這些方法簡便有效.該研究依據逆向工程理論,通過編制三坐標測量數據與UG軟件的接口,將測量

2、數據讀入UG,利用UG強大的自由曲面造型功能建立了適合于描述客車表面的數值模型.客車周圍流場三維流數值模擬的空間離散化研究實現了由車身外表面離散點坐標數據文件自動剖分生成單元、節(jié)點和邊界是條件的方法.在單元剖分中,使用"射線定比單元剖分法"進行單元網格密度控制.對于三維單元的節(jié)點編號優(yōu)化工作,使用"最小節(jié)點數方向推進法",實踐表明使用該法的節(jié)點優(yōu)化效果十分明顯.該研究在Windows98平臺上編制了客車周圍流場三維湍流有限元數值模擬的空

3、間離散化程序,初步完整地實現了有限元前處理的各項主要工作.程序實際運行表明,這些方法可行有效.為客車周圍流場三維湍流數值模擬提供對比數據,該課題還利用航空風洞進行了客車模型風洞試驗,完整地測量了氣動六分力和車身表面壓力分布,并進行了流態(tài)顯示試驗.空氣阻力試驗數據分析表明,模型的空氣阻力系數為0.539.前圍與車頂的過渡由較小圓角變?yōu)檩^大圓角的試驗分析表明,空氣阻力系數可以降低23.30％.表面壓力分布數據的分析表明,試驗用客車前置發(fā)動機