摘要
汽车行业是人民生活息息相关的国民经济支柱产业，在国家“双碳”战略的背景下，汽车产业的未来发展路径一直受到社会各界人士的密切关注。利用CFD技术软件模拟研究汽车行驶时车辆与空气的相互作用，降低汽车行驶的空气阻力，提升燃油经济效益，从而达到减排的目的具有重大意义。近年来，随着自动驾驶技术和V2V通信技术的进步和发展，商用车列队行驶技术受到了各界人士广大关注，其关键在于列队行驶所带来的燃油经济效益，为交通运输相关行业提供了新的节能手段，并且由于商用车运营时间长、行驶工况复杂、燃油消耗量大、排放多等特点，使该技术具有极大的潜力和现实意义。 另外，随着高速公路的大面积覆盖和汽车产业的快速发展，道路上汽车的行驶环境变的拥挤，人们所面临的驾驶工况更加复杂，不再是简单的跟车、超车或者会车，而是多种汽车行驶工况的耦合，所以本文通过CFD(计算流体力学)软件ANSYS Fluent对列队卡车会车过程进行瞬态模拟，研究会车行为对列队行驶卡车气动特性的影响，并分析在该过程中列队卡车气动力和力矩变化规律。在对列队汽车会车过程进行分析之前，首先对所选用的卡车模型进行单车风洞模拟实验，观察卡车外部流场形态，统计卡车气动力数据，为后续的对比分析奠定基础，经过计算最终确定风阻系数Cd=0.604，升力系数Cl=0.203；之后进行不同纵向间距下卡车列队行驶的仿真模拟，统计前车与后车空气阻力和升力的变化情况，发现前后两车的减阻率分别为20%和50%左右，并计算在不同间距下两车的燃油消耗率，分析间距对列队汽车气动特性的影响；然后使用不同的数值模拟技术对卡车会车工况进行仿真计算，并对计算过程和结果进行对比，选取出最恰当的技术手段——滑移网格技术。 最后建立不同间距下卡车列队行驶并参与会车的耦合工况模型，使用滑移网格技术进行仿真计算，分析会车过程中列队卡车瞬态气动特性差异，并将计算后得到的数据与卡车列队和会车工况的数据进行比对，得出结论：列队卡车在会车过程中侧向力系数均呈正弦变化趋势，但是很明显尾车Truck-B的侧向力系数峰值高于Truck-A，这说明会车工况对列队卡车中尾车的行驶稳定性影响更大；随着列队卡车之间的间距增大，Truck-B的侧向力系数和横摆力矩系数的波动幅度逐渐降低，尾车的行驶稳定性渐渐恢复。
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