基于Ahmed模型的外流场数值模拟

刘 训，赖晨光

(重庆理工大学车辆工程学院，重庆 400054)

随着高速公路的发展，汽车车速不断提高，这对汽车的操纵稳定性、安全性提出了越来越高的要求。同时由于石油价格的不断上涨，改善汽车的燃油经济性成为重要研究方向。汽车空气动力特性对汽车的动力性、经济性和操纵稳定性有直接的影响［1－2］。风洞试验是汽车空气动力学研究的主要手段，但试验周期长，花费高。近年来，随着计算机的发展，数值模拟方法取得了很大的进展，成为风洞试验一个很好的补充。本文采用CFD软件Fluent，用RANS法和DES法分别对Ahmed的外流场进行稳态和瞬态数值模拟，并通过对比两者的结果，探讨了DES法在汽车外流场数值模拟中的应用，为进一步分析汽车外流场特性，特别是探明尾流的结构和尾涡形成机制提供了参考。

1 模型的选择

由于实车模型表面形状复杂，在生成所需计算网格的过程中会花去大量的时间，因此在进行一些基础研究时使用简化模型。Ahmed模型的几何形状为类车体，由SR Ahmed在1984年为研究时均汽车尾涡时设计。Ahmed模型的外流场能产生除转动车轮、发动机机舱、车身底和表面突起物外真实车辆外流场的基本特征。其尾部有着不同的造型，能够产生不同的尾部流场，在汽车外流场研究中得到了广泛的应用，国内外很多学者对Ahmed模型的外流场特征做了深入研究。由于25°尾部倾角接近临界角30°，其气流情况更为复杂，本文研究尾部倾角为25°时Ahmed模型的外流场。模型尺寸为长1 044 mm，宽389 mm，高288 mm，前部倒圆角半径为100 mm。……