剎車盤結構對車輪及整車流場的影響

李心平　賈青　楊志剛

摘要：為研究車輪剎車盤結構對旋轉車輪和整車流場氣動特性的影響，針對是否存在剎車盤兩種情況分別建立等比例模型，采用可實現(xiàn)的k-ε兩方程模型計算，對比分析氣動升、阻力因數(shù)，表面壓力因數(shù)及整體與局部流場，發(fā)現(xiàn)剎車盤結構在簡化車體上對車輪局部和整車流場都具有突出影響，指出在整車氣動特性模擬中剎車盤存在的必要性.進一步進行計算模型選擇的研究，發(fā)現(xiàn)旋轉壁面模型與多坐標參考系（Multiple Reference Frame，MRF）模型對旋轉車輪的流場特性模擬結果有差異，在近車輪區(qū)域表現(xiàn)尤為明顯.

關鍵詞：剎車盤； 旋轉車輪； 多坐標參考系； 渦流； 空氣動力學

中圖分類號： U463.51；TB115.1

文獻標志碼：B

3 結 論

（1）對于旋轉車輪在整車流場中的氣動特性分析，剎車盤結構存在與否對于車體的簡化程度而言會帶來較明顯不同的結果，雖在整體數(shù)值上相差有限，但在流場局部細節(jié)表現(xiàn)方面差異很大.

（2）剎車盤結構對車身底部流場氣流的運動趨勢和渦的作用范圍影響明顯，存在剎車盤時車身底部氣流影響區(qū)較為收斂，渦量有所提高.

（3）旋轉車輪計算中模型的選擇（旋轉壁面或MRF）對整車局部側向流場影響較為明顯.

參考文獻：

[1] MORELLI A. Aerodynamic actions on an automobile wheel[C]// Proc 1st Symposium on Road Vehicle Aerodynamics， London， 1969.

[2] FACKRELL J E， HARVEY J K. The aerodynamics of an isolated road wheel[C]// Proc 2nd AIAA Symp Aerodynamics of Sports & Competitive Automobiles， 1974， 16， 119-125.

[3] AXON L， GARRY K， HOWELL J. An evaluation of CFD for modelling the flow around stationary and rotating isolated wheels[C]// Proc Int Congress & Exposition， SAE Tech Paper 980032， 1998.

[4] ALEXANDER W. The influence of rotating wheels on vehicle aerodynamics： numerical and experimental investigations[C]// Proc SAE World Congress & Exhibition， SAE Tech Paper 2007-01-0107，2007.

[5] 傅立敏， 胡興軍， 張世村. 不同幾何參數(shù)車輪的汽車流場數(shù)值模擬研究[J]. 汽車工程， 2006， 28（5）： 452-452.

FU Limin， HU Xingjun， ZHANG Shicun. A research on numerical simulation for the flow field around automotive wheels with different geometric parameters[J]. Automotive Eng， 2006， 28（5）： 452-452.

[6] 傅立敏， 胡興軍， 張世村. CFD 仿真在汽車輪輞輻板設計中的應用研究[J]. 汽車技術， 2006（5）： 16-20.

FU Limin， HU Xingjun， ZHANG Shicun. The application and research of CFD simulation in the design of automotive wheel disk[J]. Automobile Technol， 2006（5）： 16-20.

[7] 谷正氣， 林肖輝， 李偉平， 等. 車輪輻板形狀對汽車氣動阻力影響分析[J]. 科技導報， 2011， 29（6）： 57-61.

GU Zhengqi， LIN Xiaohui， LI Weiping， et al. Effect of the shape of wheel spokes on vehicle aerodynamic performance[J]. Sci & Technol Rev， 2011， 29（6）： 57-61.

[8] 甄華翔. 轉動車輪對轎車外流場影響的數(shù)值模擬[D]. 大連理工大學， 2007.

[9] WICKERN G， ZWICKER K， PFADENHAUER M. Rotating wheels-their impact on wind tunnel test techniques and on vehicle drag results[C]// Proc Int Cogress & Exhibition， SAE Tech Paper 970133， 1997.

（編輯 于杰）

摘要：為研究車輪剎車盤結構對旋轉車輪和整車流場氣動特性的影響，針對是否存在剎車盤兩種情況分別建立等比例模型，采用可實現(xiàn)的k-ε兩方程模型計算，對比分析氣動升、阻力因數(shù)，表面壓力因數(shù)及整體與局部流場，發(fā)現(xiàn)剎車盤結構在簡化車體上對車輪局部和整車流場都具有突出影響，指出在整車氣動特性模擬中剎車盤存在的必要性.進一步進行計算模型選擇的研究，發(fā)現(xiàn)旋轉壁面模型與多坐標參考系（Multiple Reference Frame，MRF）模型對旋轉車輪的流場特性模擬結果有差異，在近車輪區(qū)域表現(xiàn)尤為明顯.

關鍵詞：剎車盤； 旋轉車輪； 多坐標參考系； 渦流； 空氣動力學

中圖分類號： U463.51；TB115.1

文獻標志碼：B

3 結 論

（1）對于旋轉車輪在整車流場中的氣動特性分析，剎車盤結構存在與否對于車體的簡化程度而言會帶來較明顯不同的結果，雖在整體數(shù)值上相差有限，但在流場局部細節(jié)表現(xiàn)方面差異很大.

（2）剎車盤結構對車身底部流場氣流的運動趨勢和渦的作用范圍影響明顯，存在剎車盤時車身底部氣流影響區(qū)較為收斂，渦量有所提高.

（3）旋轉車輪計算中模型的選擇（旋轉壁面或MRF）對整車局部側向流場影響較為明顯.

參考文獻：

[1] MORELLI A. Aerodynamic actions on an automobile wheel[C]// Proc 1st Symposium on Road Vehicle Aerodynamics， London， 1969.

[2] FACKRELL J E， HARVEY J K. The aerodynamics of an isolated road wheel[C]// Proc 2nd AIAA Symp Aerodynamics of Sports & Competitive Automobiles， 1974， 16， 119-125.

[3] AXON L， GARRY K， HOWELL J. An evaluation of CFD for modelling the flow around stationary and rotating isolated wheels[C]// Proc Int Congress & Exposition， SAE Tech Paper 980032， 1998.

[4] ALEXANDER W. The influence of rotating wheels on vehicle aerodynamics： numerical and experimental investigations[C]// Proc SAE World Congress & Exhibition， SAE Tech Paper 2007-01-0107，2007.

[5] 傅立敏， 胡興軍， 張世村. 不同幾何參數(shù)車輪的汽車流場數(shù)值模擬研究[J]. 汽車工程， 2006， 28（5）： 452-452.

FU Limin， HU Xingjun， ZHANG Shicun. A research on numerical simulation for the flow field around automotive wheels with different geometric parameters[J]. Automotive Eng， 2006， 28（5）： 452-452.

[6] 傅立敏， 胡興軍， 張世村. CFD 仿真在汽車輪輞輻板設計中的應用研究[J]. 汽車技術， 2006（5）： 16-20.

FU Limin， HU Xingjun， ZHANG Shicun. The application and research of CFD simulation in the design of automotive wheel disk[J]. Automobile Technol， 2006（5）： 16-20.

[7] 谷正氣， 林肖輝， 李偉平， 等. 車輪輻板形狀對汽車氣動阻力影響分析[J]. 科技導報， 2011， 29（6）： 57-61.

GU Zhengqi， LIN Xiaohui， LI Weiping， et al. Effect of the shape of wheel spokes on vehicle aerodynamic performance[J]. Sci & Technol Rev， 2011， 29（6）： 57-61.

[8] 甄華翔. 轉動車輪對轎車外流場影響的數(shù)值模擬[D]. 大連理工大學， 2007.

[9] WICKERN G， ZWICKER K， PFADENHAUER M. Rotating wheels-their impact on wind tunnel test techniques and on vehicle drag results[C]// Proc Int Cogress & Exhibition， SAE Tech Paper 970133， 1997.

（編輯 于杰）

摘要：為研究車輪剎車盤結構對旋轉車輪和整車流場氣動特性的影響，針對是否存在剎車盤兩種情況分別建立等比例模型，采用可實現(xiàn)的k-ε兩方程模型計算，對比分析氣動升、阻力因數(shù)，表面壓力因數(shù)及整體與局部流場，發(fā)現(xiàn)剎車盤結構在簡化車體上對車輪局部和整車流場都具有突出影響，指出在整車氣動特性模擬中剎車盤存在的必要性.進一步進行計算模型選擇的研究，發(fā)現(xiàn)旋轉壁面模型與多坐標參考系（Multiple Reference Frame，MRF）模型對旋轉車輪的流場特性模擬結果有差異，在近車輪區(qū)域表現(xiàn)尤為明顯.

關鍵詞：剎車盤； 旋轉車輪； 多坐標參考系； 渦流； 空氣動力學

中圖分類號： U463.51；TB115.1

文獻標志碼：B

3 結 論

（1）對于旋轉車輪在整車流場中的氣動特性分析，剎車盤結構存在與否對于車體的簡化程度而言會帶來較明顯不同的結果，雖在整體數(shù)值上相差有限，但在流場局部細節(jié)表現(xiàn)方面差異很大.

（2）剎車盤結構對車身底部流場氣流的運動趨勢和渦的作用范圍影響明顯，存在剎車盤時車身底部氣流影響區(qū)較為收斂，渦量有所提高.

（3）旋轉車輪計算中模型的選擇（旋轉壁面或MRF）對整車局部側向流場影響較為明顯.

參考文獻：

[1] MORELLI A. Aerodynamic actions on an automobile wheel[C]// Proc 1st Symposium on Road Vehicle Aerodynamics， London， 1969.

[2] FACKRELL J E， HARVEY J K. The aerodynamics of an isolated road wheel[C]// Proc 2nd AIAA Symp Aerodynamics of Sports & Competitive Automobiles， 1974， 16， 119-125.

[3] AXON L， GARRY K， HOWELL J. An evaluation of CFD for modelling the flow around stationary and rotating isolated wheels[C]// Proc Int Congress & Exposition， SAE Tech Paper 980032， 1998.

[4] ALEXANDER W. The influence of rotating wheels on vehicle aerodynamics： numerical and experimental investigations[C]// Proc SAE World Congress & Exhibition， SAE Tech Paper 2007-01-0107，2007.

[5] 傅立敏， 胡興軍， 張世村. 不同幾何參數(shù)車輪的汽車流場數(shù)值模擬研究[J]. 汽車工程， 2006， 28（5）： 452-452.

FU Limin， HU Xingjun， ZHANG Shicun. A research on numerical simulation for the flow field around automotive wheels with different geometric parameters[J]. Automotive Eng， 2006， 28（5）： 452-452.

[6] 傅立敏， 胡興軍， 張世村. CFD 仿真在汽車輪輞輻板設計中的應用研究[J]. 汽車技術， 2006（5）： 16-20.

FU Limin， HU Xingjun， ZHANG Shicun. The application and research of CFD simulation in the design of automotive wheel disk[J]. Automobile Technol， 2006（5）： 16-20.

[7] 谷正氣， 林肖輝， 李偉平， 等. 車輪輻板形狀對汽車氣動阻力影響分析[J]. 科技導報， 2011， 29（6）： 57-61.

GU Zhengqi， LIN Xiaohui， LI Weiping， et al. Effect of the shape of wheel spokes on vehicle aerodynamic performance[J]. Sci & Technol Rev， 2011， 29（6）： 57-61.

[8] 甄華翔. 轉動車輪對轎車外流場影響的數(shù)值模擬[D]. 大連理工大學， 2007.

[9] WICKERN G， ZWICKER K， PFADENHAUER M. Rotating wheels-their impact on wind tunnel test techniques and on vehicle drag results[C]// Proc Int Cogress & Exhibition， SAE Tech Paper 970133， 1997.

（編輯 于杰）