Разработка методов расчета аэродинамического сопротивления движению и воздухообмена в салоне автобуса с кузовом вагонного типа

• Автор: Парфенов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 c. : ил

Аннотация
В диссертационной работе рассмотрена математическая модель обтекания автобуса воздушным потоком. Приведены результаты численного анализа обтекания автобуса несжимаемым вязким воздушным потоком и дается сопоставление их с опытными данными.
Предложена методика, позволяющая не прибегая к исследованиям моделей автобусов в аэродинамической трубе:
- выполнить анализ обтекания автобуса воздушным потоком путем численного интегрирования уравнений, описывающих этот процесс;

- определить распределение давления по наружной поверхности автобуса;

- определить коэффициент лобового сопротивления автобуса;

- выбрать, основные конструктивные параметры системы естественной вентиляции;

- оценить влияние внешней форш автобуса на параметры воздухообмена.

АННОТАЦИЯ

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Внешняя аэродинамика автобуса
1.2. Аэродинамика салона автобуса
Глава II. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ОБТЕКАНИЯ АВТОБУСА
ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ
2.1. Основные уравнения
2.2. Конечно-разностный метод решения
уравнений Навье-Стокса
2.3. Реализация численных граничных
условий
2.3.1. Граничные условия на входной и
верхней границах потока
2.3.2. Линия симметрии
2.3.3. Граничные условия на выходной
границе
2.3.4. Граничные условия на твердой
непроницаемой стенке
2.4. Переход к физическим переменным
2.5. Блок-схема и описание программы численного решения задачи обтекания
автобуса воздушным потоком
2.6. Результаты численного анализа обтекания автобусов воздушным потоком
2.6.1. Анализ обтекания прямоугольника
2.6.2. Анализ обтекания автобуса воздушным
потоком

ВЫВОДЫ
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУХООБМЕНА В САЛОНЕ
АВТОБУСА ПРИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
3.1. Математическая модель воздухообмена в салоне автобуса при естественной вентиляции
3.2. Анализ движения воздуха через вентиляционный проем
3.2.1. Экспериментальное исследование сопротивления истечению воздуха через отверстие на поверхности модели автобуса в присутствии проходящего
потока
3.3. Расчет воздухообмена в салоне автобуса
при естественной вентиляции
3.3.1. Испытание кузовов автобусов на герметичность уплотнений
3.3.2. Сравнение результатов расчетов воздухообмена в салоне автобуса с результатами натурных испытаний
3.4. Анализ производительности системы естественной вентиляции городского автобуса ЮІ
3.4.1. Выбор основных конструктивных параметров системы естественной вентиляии
3.4.2. Влияние внешней формы автобуса на воздухообмен в салоне
ВЫВ ОДЫ
Глава ІУ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛОБОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
АВТОБУСОВ
50.
' (£ к физическим переменным и, гг , р
Для вычисления составляющих вектора скорости в поле течения используются модули БЦУЗІР , ЗЦУБДБ , ашгав . При ЭТОМ для численного дифференцирования функции тока использована кубическая сплайн-интерполяция [63] - модули БРЫШ), БЕУАРБ.
Подпрограммы РШЗББР , СРНЕББ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СООТВЄТСТВЄННО
для вычисления коэффициента давления в поле течения и на поверхности обтекаемого тела.
2.6. Результаты численного анализа обтекания автобуса
воздушным потоком
2.6.1. Анализ обтекания прямоугольника
В связи с тем, что форма современных городских автобусов с кузовом вагонного типа близка к параллелепипеду [70,71] , в качестве объекта исследований при отработке методики численного анализа обтекания автобуса воздушным потоком, выберем прямоугольник с удлинением д = і /2Ь = 3,65.
На рис.2.13 показана область решения. Расчеты проводились на равномерной сетке 63x51. Граничные условия реализовались как описано в разделе 2.3. Для уменьшения влияния внешней верхней и левой границ на результаты расчетов расстояние до них от обтекаемого тела составляло соответственно 10^ и 3^ . Число Рейнольдса вычислялось по характерному размеру Ь и скорости невозмущенного потока ( /оо ). Результаты расчетов для различных чисел /?<% в виде изолиний <£ приведены на рис.2.14, 2.15, 2.16. Как видно из графиков для чисел - 1*103 и 1*106 результаты расчетов хорошо согласуются с общей качественной картиной течения. При натекании потока на уступ поток отклоняется вверх и над верхней его поверхностью отрывается. При этом на значительной области