城市客車行駛狀態(tài)車身表面污染仿真與優(yōu)化

羅雪香，許 哲，李宏鋒，邱鴻毅

(廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，福建 廈門 361023)

作為城市主要交通工具之一的城市客車，其表面美觀性直接影響城市容貌和乘客體驗(yàn)感，其后視鏡及各種電子攝像頭的清晰度直接影響駕駛安全性。國(guó)外對(duì)車身表面污染問題研究較早，尤其對(duì)雨水污染研究較多。國(guó)內(nèi)在這方面的研究起步較晚，針對(duì)客車表面污染的研究更少。本文采用CFD方法仿真分析某城市客車在行駛時(shí)其表面塵土污染分布規(guī)律，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施，改善車身受污染程度。

1 仿真模型建立

本文基于Star-CCM+軟件對(duì)某城市客車車身表面塵土污染機(jī)理進(jìn)行仿真分析。軟件中采用SST k-ω模型分析計(jì)算空氣外流場(chǎng)；在此基礎(chǔ)上采用歐拉-拉格朗日方法求解污染物顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡及其在車身表面的分布規(guī)律。

1.1 模型網(wǎng)格劃分

首先建立包含車身、車輪、后視鏡及其他覆蓋件的1∶1幾何模型。然后建立外流場(chǎng)計(jì)算域，入口距車前端3倍車長(zhǎng)，出口距車后端7倍車長(zhǎng)，寬為 7倍車寬，高為 5倍車高，如圖1所示。

圖1 車輛幾何模型及外流場(chǎng)計(jì)算域

計(jì)算網(wǎng)格劃分如圖2所示。保證網(wǎng)格沒有自由邊，沒有重復(fù)單元，最小角度大于20°，且所有網(wǎng)格單元法向保持一致。

(a)6層棱柱體網(wǎng)格

1)車體表面采用三角形面網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸為后視鏡4 mm,A柱10 mm,輪胎10 mm,其他區(qū)域25 mm。

2)車體外計(jì)算域第一層網(wǎng)格，基于車體表面網(wǎng)格向外拉伸出高度為1.5 mm的三棱柱體網(wǎng)格。

3)車體外計(jì)算域第二層網(wǎng)格，在第一層三棱柱網(wǎng)格基礎(chǔ)上按1.2倍增長(zhǎng)比拉伸出高度為1.8 mm的三棱柱網(wǎng)格。……