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浅析计算流体动力学(CFD)在汽车领域的应用
作者:兰兵德 李军
来源:《中国科技博览》2015年第31期
[摘 要]近些年来利用计算机解决流体力学越来越受到关注,CFD软件正大量应用于流体机械设计过程中,本文主要介绍了计算流体力学通用软件的主要特点,并对CFD分析所用的数值方法、常用软件和CFD在汽车造型设计领域的应用进行了介绍。随着CFD技术的发展,CFD必将更广泛地应用于汽车流场分析以及汽车造型设计中。 [关键词]CFD ;数值模拟;汽车造型
中图分类号:TB126 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0268-02 0.引言
计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics)是近些年来利用计算机进行汽车空气动力学研究的一种方法,简称CFD。根据研究需要,可改变CFD软件的初始条件、边界条件以及几何边界条件,同时可以得到整个流场任意一点的详细信息,从而便于对流动机理进行研究。但CFD的主要问题是其精度不如与实物试验存在一定差异,特别是边界条件的设置,会导致计算结果与实际的差异性。目前已经有许多大型商业化通用CFD软件较好地解决了这一问题。CAE技术与CFD的合理配合,可以大大的缩短对于新车型的空气动力学设计周期,加快对车型的空气动力性能的优化设计以及二次开发的进程[1]。 1.国内外研究现状
现代CF D技术始于60年代,经历了初始理论研究阶段(1965-1974)、初步工业应用阶段(1975-1984)和快速发展阶段(1985~)三个阶段, 相关的理论和技术已经趋于成熟、实用,甚至模拟的轿车气动阻力系数精度己经达到 99%以上。80年代PHOENICS和FLUENT进入中国汽车行业,CFD开始在中国得到广泛的应用,取得了很多成果。上海交大在爆炸、港口、海浪预报等方面都有深入的研究和成果,西安交大在风机和天气预报方面取得长足进步,研发了UNIX操作系统的工作站。 2.CFD仿真的特点
汽车空气动力学仿真是借助于计算机将CFD理论应用于汽车空气动力学的研究,通过CFD模拟,可以分析并显示流体在分析对象中流动过程所发生的各种现象,分析并预测所要模拟区域流体的流动性能;然后,通过优化改变系统的各种参数,即可得到整个过程所需的设