低雷诺数下的Ahmed模型绕流流场结构分析

张彦杰，张光德， 严运兵, 朱冬涛，周文韬

(武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北 武汉，430065)

汽车在行驶过程中所受气动阻力对其油耗影响较大。从阻力产生的机理来看，气动阻力主要由压差阻力、诱导阻力及干涉阻力构成，其中压差阻力主要来自汽车尾部[1]，而诱导阻力及干涉阻力均与车辆周围的涡结构密切相关，与尾涡相关的气动阻力占汽车所受总气动阻力的40%左右[2]，因此，研究车辆周围的涡系结构对于车辆减阻的重要性不言而喻。

1984年，Ahmed等[3]提出一种典型的钝体模型(Ahmed模型)用于研究汽车周围流场结构与气动阻力，自那时起，该模型一直是研究陆地车辆各种气动特性的最通用模型。基于Ahmed模型，Thacker等[4]研究了雷诺数(Re)为2.2×106条件下模型斜面上部流场的分离与附着结构； Zhang等[5]通过研究尾部倾角为25°的Ahmed模型在Re为(0.45～2.4)×105条件下的流场结构，获得了其外部流线拓扑结构；Tunay等[6]考察了尾部倾角为25°的Ahmed模型在Re为1.48×104时的尾迹区域流场结构，并分析了该区域的流场特性；Akira等[7]讨论了Re为7.44×104时，具有30°尾部倾角的Ahmed模型尾迹区域处两种分离涡与气动阻力的关系；杨小龙等[8]在Re为2.7×106条件下研究了Ahmed模型尾部倾角对于整车力学系数、尾迹区域流场结构与压力分布的影响；杨志刚等[9]在Re为2.81×106条件下比较了4种不同的湍流模型对MIRA(motor industry research association)模型外部流场的预测能力；张英朝等[10]研究了Re为4.48×104时射流孔的位置、孔径、喷射角度等参数对尾部倾角为25°的Ahmed模型外部流场结构的影响，从而确定了可获得最小阻力系数的喷射口配置。……