2023年1月机电技术机电技术顶部灯箱影响汽车气动力的数值仿真分析顶部灯箱影响汽车气动力的数值仿真分析*马震宇1陈佳宾2耿直1李勇1王正鹤3（1.郑州航空工业管理学院航空发动机学院，河南郑州450046；2.长沙晓德知识产权代理有限公司，湖南长沙410324；3.郑州航空工业管理学院航空宇航学院，河南郑州450046）摘要汽车行驶和飞机航行尤其高速运动时气动阻力的降低有利于节能减排和提高使用经济性。文章基于构建的一种出租汽车及顶部灯箱几何简化模型，应用FLUENT流体软件和RANS方法开展汽车模型空气流场仿真建模和数值模拟计算，选用二阶迎风离散格式，车速按60km/h和120km/h，雷诺数为0.51×107和1.01×107。研究表明：在高、低两种车速下汽车模型都能产生或多或少的气动下压力，尤其在高速行驶时顶部灯箱纵置比横置方式汽车整体所受气动阻力明显要小。关键词汽车；顶部灯箱；空气动力；数值仿真；减阻节能中图分类号：U461.1；TP391.9文献标识码：A文章编号：1672-4801（2023）01-002-05DOI：10.19508/j.cnki.1672-4801.2023.01.001*全国高等学校能源动力类专业教学研究与实践项目（NSJZW2021Y-99）；河南省科技攻关计划（212102310093）；河南省高等学校重点科研项目（16A590001）作者简介：马震宇（1964—），男，研究员，硕士，主要从事飞航器气动流体性能研究与专业教学工作。车辆在路面或轨道上行驶时，其不仅承受来自地面或轨道的车轮滚动阻力，还会受到车辆周围环绕大气的空气动力及其力矩的作用[1-2]。在高速行驶中，气流对车辆的摩擦力和压差力的作用显得更加明显和重要，当列车运行速度超过200km/h时，气动阻力（风阻）约占总阻力的70%左右[2]。基于车辆的行驶动力性、操纵稳定性和安全性、乘坐舒适性、经济性和节能减排等考虑，国内外车辆研发中都在加大空气动力学原理等理论和新技术的应用[1-6]，并加大数值仿真技术在方案设计和产品优化中的使用[1-3，6-9]。国内外汽车中出租车和救援车等车辆的顶壁外部灯箱的设计和运用首要是为了满足其信息广告、提醒警示和照明灯功能，灯箱绝大多数为长条形外观且在车顶的布置为不利于气动减阻的横置方式[10-13]，现行标准规范缺少对车辆顶部灯箱的设计和使用约束[14-15]。目前有很少文献研究车顶长条灯箱的布置方式和外形对汽车减阻节能的影响[16-17]，不同的灯箱布置和外形改进对于汽车气动阻力的影响差异明显，应该引起人们的注意和重视[16]。本文基于构建的一种出租汽车及灯箱几何简化模型，进...
