汽車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了汽車空氣動力學(xué)的基本研究內(nèi)容，計算流體力學(xué)基礎(chǔ)理論，汽車空氣動力學(xué)研究過程中開展汽車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬的流程，進(jìn)行汽車外流場、內(nèi)流場和氣動噪聲數(shù)值模擬的具體技術(shù)，以及結(jié)合計算流體力學(xué)商用軟件star-ccm+進(jìn)行的軟件應(yīng)用實例。
　　本書是編著者及其研究小組多年研究工作的總結(jié)，可作為高等院校汽車類相關(guān)專業(yè)本科生和研究生學(xué)習(xí)汽車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬的教材，對于從事汽車設(shè)計、車身造型設(shè)計、汽車空氣動力學(xué)研究的工程技術(shù)人員有重要參考價值，對于進(jìn)行其他行業(yè)空氣動力學(xué)或者流體力學(xué)數(shù)值模擬研究的工程技術(shù)人員也有很好的借鑒作用。

書籍目錄

第1章 緒論
 1.1 汽車工業(yè)
 1.1.1 中國汽車工業(yè)
 1.1.2 世界汽車工業(yè)
 1.1.3 汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢
 1.2 汽車空氣動力學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展
 1.2.1 基本形狀造型階段
 1.2.2 流線型化造型階段
 1.2.3 車身細(xì)部優(yōu)化階段
 1.2.4 汽車造型的整體優(yōu)化階段
 1.3 汽車空氣動力學(xué)的研究手段與發(fā)展趨勢
 1.3.1 汽車空氣動力學(xué)的研究手段
 1.3.2 汽車氣動外形設(shè)計趨勢
 思考題
第2章 汽車空氣動力學(xué)基礎(chǔ)
 2.1 汽車空氣動力學(xué)基礎(chǔ)理論
 2.1.1 氣動力和力矩
 2.1.2 車身表面壓力分布
 2.2 汽車相關(guān)的流場
 2.2.1 汽車外部流場
 2.2.2 汽車內(nèi)部流場
 2.3 汽車氣動噪聲
 2.3.1 流場中的聲源
 2.3.2 汽車氣動噪聲的定義與分類
 2.3.3 風(fēng)扇噪聲
 2.3.4 管系噪聲
 2.3.5 汽車周圍的流場與汽車的氣動噪聲
 2.4 車型開發(fā)過程中的汽車空氣動力學(xué)
 2.4.1 汽車造型開發(fā)流程
 2.4.2 汽車空氣動力學(xué)的作用
 思考題
第3章 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
 3.1 數(shù)值模擬理論
 3.1.1 流體動力學(xué)控制方程
 3.1.2 湍流控制方程
 3.1.3 湍流的數(shù)值模擬方法
 3.2 數(shù)值模擬的實現(xiàn)
 3.2.1 cfd求解流程
 3.2.2 控制方程的空間離散
 3.2.3 控制方程的時間離散
 3.2.4 湍流流動的壁面區(qū)處理
 3.3 邊界條件
 3.3.1 邊界條件概述
 3.3.2 流動人口邊界條件
 3.3.3 流動出口邊界條件
 3.3.4 壁面邊界條件
 3.3.5 對稱邊界條件與周期性邊界條件
 3.3.6 使用邊界條件時的注意事項
 3.4 網(wǎng)格策略
 3.4.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
 3.4.2 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
 3.4.3 混合網(wǎng)格
 3.4.4 多面體網(wǎng)格
 3.4.5 網(wǎng)格劃分要求
 3.5 后處理物理量
 3.5.1 標(biāo)量
 3.5.2 矢量
 3.5.3 流線和流跡
 3.5.4 等值面和等值線
 3.5.5 聲壓級
 3.6 三維空氣動力學(xué)數(shù)值模擬商業(yè)軟件
 3.6.1 數(shù)值模擬前處理軟件
 3.6.2 商業(yè)求解器
 3.6.3 數(shù)值模擬后處理軟件
 3.6.4 一維流體系統(tǒng)模擬軟件
 思考題
第4章 汽車外流場數(shù)值模擬技術(shù)
 4.1 外流場綜述
 4.1.1 汽車外流場研究目標(biāo)
 4.1.2 汽車外流場數(shù)值模擬流程
 4.1.3 物理建模與計算域
 4.1.4 數(shù)字模型建立和模型表面處理
 4.1.5 其他問題
 4.2 一般汽車外流場數(shù)值模擬技術(shù)
 4.2.1 汽車數(shù)值模擬前處理
 4.2.2 汽車外流場數(shù)值模擬邊界條件
 4.2.3 汽車外流場數(shù)值模擬后處理
 4.2.4 摩托車外流場數(shù)值模擬
 4.2.5 汽車內(nèi)外流場數(shù)值模擬
 4.3 虛擬風(fēng)洞數(shù)值模擬技術(shù)
 4.3.1 虛擬風(fēng)洞原理
 4.3.2 虛擬風(fēng)洞模型
 4.4 側(cè)風(fēng)作用下的汽車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù)
 4.4.1 側(cè)風(fēng)作用下汽車空氣動力學(xué)的研究方法
 4.4.2 穩(wěn)態(tài)側(cè)風(fēng)數(shù)值模擬方案
 4.4.3 瞬態(tài)側(cè)風(fēng)數(shù)值模擬方案
 4.4.4 動態(tài)數(shù)值模擬計算域和網(wǎng)格劃分
 4.4.5 邊界條件和求解設(shè)置
 4.5 汽車超車會車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù)
 4.5.1 超車會車研究綜述
 4.5.2 穩(wěn)態(tài)超車的空氣動力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù)
 4.5.3 瞬態(tài)超車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬
 4.5.4 會車的空氣動力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù)
 思考題
第5章 汽車其他方面的數(shù)值模擬技術(shù)
 5.1 汽車氣動噪聲數(shù)值模擬技術(shù)綜述
 5.1.1 氣動噪聲數(shù)值模擬研究的特點(diǎn)
 5.1.2 汽車氣動噪聲的研究方法
 5.2 汽車后視鏡氣動噪聲數(shù)值模擬技術(shù)
 5.2.1 后視鏡區(qū)域氣動噪聲
 5.2.2 幾何模型
 5.2.3 網(wǎng)格生成與求解設(shè)置
 5.2.4 穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果
 5.2.5 子域選取與網(wǎng)格細(xì)化
 5.2.6 穩(wěn)態(tài)rans結(jié)果映射
 5.2.7 求解設(shè)置
 5.2.8 瞬態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果
 5.2.9 氣動噪聲計算結(jié)果
 5.3 風(fēng)窗除霜除霧的數(shù)值模擬技術(shù)
 5.3.1 除霜原理
 5.3.2 star-ccm+中除霜模型的建立
 5.3.3 結(jié)果分析
 5.4 汽油機(jī)進(jìn)氣歧管數(shù)值模擬技術(shù)
 5.4.1 流動模型的建立及驗證
 5.4.2 原型機(jī)進(jìn)氣歧管模擬結(jié)果分析
 5.4.3 改進(jìn)后的進(jìn)氣歧管數(shù)值模擬結(jié)果分析
 思考題
第6章 star-ccm+軟件應(yīng)用實例
 6.1 star-ccm+概述
 6.1.1 star-ccm+的顯著特點(diǎn)
 6.1.2 star-ccm+的網(wǎng)格方案
 6.1.3 star-ccm+的物理模型
 6.1.4 star-ccm+在工業(yè)界中的應(yīng)用
 6.1.5 star-ccm+的模擬流程
 6.1.6 star-ccm+的網(wǎng)格生成功能
 6.1.7 star-ccm+術(shù)語
 6.2 冷卻水套的流動模擬
 6.2.1 模擬概述
 6.2.2 star-ccm+的啟動方法
 6.2.3 模擬的開始方法
 6.2.4 網(wǎng)格數(shù)據(jù)的讀人
 6.2.5 star-ccm+的界面
 6.2.6 star-ccm+的文件
 6.2.7 視圖顯示
 6.2.8 鼠標(biāo)視圖操作
 6.2.9 scene工具欄
 6.2.10 顯示網(wǎng)格線
 6.2.11 模型設(shè)定
 6.2.12 設(shè)定物性值
 6.2.13 設(shè)定邊界條件
 6.2.14 結(jié)果顯示設(shè)定
 6.2.15 執(zhí)行計算
 6.2.16 star-ccm+的退出方法
 6.3 star-ccm+汽車外流模擬流程
 6.3.1 導(dǎo)入表面網(wǎng)格
 6.3.2 選擇網(wǎng)格模型
 6.3.3 設(shè)置網(wǎng)格尺寸
 6.3.4 生成體網(wǎng)格
 6.3.5 選擇物理模型
 6.3.6 設(shè)置邊界條件
 6.3.7 工程數(shù)據(jù)監(jiān)控
 6.3.8 求解控制
 6.3.9 計算執(zhí)行
 6.3.10 輸出監(jiān)控數(shù)據(jù)
 6.3.11 生成壓力云圖
 6.3.12 生成速度矢量圖
 6.3.13 生成流線圖
 6.3.14 退出模擬
 思考題
第7章 star-ccm+使用技巧
 7.1 star-cd和star-ccm+間的數(shù)據(jù)傳遞
 7.1.1 star-cd ver 3.2的數(shù)據(jù)傳遞給star-ccm+
 7.1.2 star-ccm+的數(shù)據(jù)傳遞給star-cdver4
 7.2 star-ccm+的執(zhí)行方式和串行計算、并行計算的設(shè)定
 7.2.1 star-ccm+執(zhí)行方式
 7.2.2 串行計算
 7.2.3 并行計算
 7.3 數(shù)據(jù)文件輸出
 7.3.1 邊界數(shù)據(jù)輸出
 7.3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)輸出
 7.4 field function
 7.4.1 field function介紹
 7.4.2 通過report求入口和出口的壓力值
 7.4.3 通過field function功能求壓力損失
 7.4.4 生成plot scene
 7.5 表面修復(fù)功能
 7.5.1 表面修復(fù)功能
 7.5.2 表面修復(fù)實例
 7.6 網(wǎng)格質(zhì)量檢查
 7.6.1 通過云圖確認(rèn)網(wǎng)格質(zhì)量
 7.6.2 通過數(shù)值確認(rèn)網(wǎng)格質(zhì)量
 7.7 多孔介質(zhì)／多孔baffle模型
 7.7.1 阻力系數(shù)
 7.7.2 多孔介質(zhì)設(shè)定
 7.7.3 多孔baffle設(shè)定
 7.8 在外流模擬中生成虛擬空間面
 7.9 宏命令
 7.9.1 star-ccm+宏文件(.java)生成方法
 7.9.2 star-ccm+批處理(執(zhí)行batch文件)
 思考題
參考文獻(xiàn)

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