پایان نامه کارشناسی مکانیک
چکيده. 1
فصل اول: تحليل روشهـايي مختلف جهت بهبود آیرودینامیک خودرو
چكيده. 2
1-1- مقدمه. 4
1-2- روش حل معادلات... 5
1-3- شرايط مرزي.. 5
1-4- شبكه بندي.. 5
1-5- روشهاي بررسي شده جهت كاهش نيروي درگ.... 6
1-5-1- تزريق هوا 6
1-5-2- باز نمودن قسمتي از كف اتومبيل.. 6
1-5-3- ايجاد لوله به جاي باز كردن كف اتومبيل.. 7
1-5-4- ايجاد لوله از سپر عقب به پشت شيشة عقب... 7
1-5-5- پوشاندن تجهيزات كف خودرو توسط يك سطح صاف... 7
1-5-6- افزايش سطح جانبي خودرو. 8
1-5-7- استفاده از فلپ در بدنة خودرو. 8
1-6- ايجاد هندسه به دو صورت دو بعدي و سه بعدي.. 9
1-7- نتايج.. 9
1-7-1- تزريق هوا از سپر عقب به بيرون. 10
1-7-2- استفاده از سطح صاف جهت پوشاندن اجزا كف خودرو. 11
1-8- نتايج و جمع بندي.. 12
فصل دوم: طراحي بدنه خودرو از نظر آيروديناميكي و بهبود مستمر آن
2-1- مقدمه. 13
2-2- آيروديناميک اتومبيل.. 15
2-3- ژاك لاشنيت(كاشيگر)................................................................................................................. 16
2-4- روشهاي اندازهگيري ممانها نيروهاي آيروديناميكي.. 17
2-5- بالانس تونل باد. 17
2-6- هدف... 18
2-7- شبيه سازي عددي.. 18
2-7-1- معادلات حاکم بر مسئله. 18
2-8- روش حل معادلات... 21
2-9-اصول حاكم بر آزمايش ها 22
2-10- نتايج.. 24
نتيجه گيري.. 37
فصل سوم
3-1- مقدمه. 38
3-2- مدلسازي.. 43
3-3- نتايج.. 45
3-4- نتيجهگيري.. 48
منابع و مأخذ. 49
-----------------------------------------------------------------------------------
شکل2-1- تقسيم بندي خودروها از نقطه نظر شکل قسمت عقب خودرو. 15
شکل2-2- نشانه هاي به کار رفته در رابطه تابع ديواره. 21
شکل2-3- محدوده محاسباتي و شرايط مرزي مسئله. 22
شکل2-4-تونل باد مدار باز و مدل استفاده شده. 24
شکل 2-5- مقايسه ضريب فشار محاسبه شده در روي بدنه توسط مدلهاي توربولانس با نتايج تجربي.. 25
شکل 2-6- مقايسه ضريب فشار محاسبه شده در زير بدنه توسط مدل هاي مختلف توربولانس.... 26
شكل2-7- خطوط جريان در اطراف بدنه يك خودرو. 26
شکل 2-8- تغييرات ضريب پسا بر حسب سرعت در ارتفاع صندوق عقب 3 ميليمتر كمتر از حالت پايه. 27
شکل2-9- تغييرات ضريب پسا برحسب تغيير زاويه شيشه عقب در سرعت 24 متر بر ثانيه. 28
شکل 2-10- تغييرات ضريب پسا بر حسب ارتفاع صندوق عقب در سرعت 24 متر بر ثانيه. 28
شکل2-11- مقايسه ضريب فشار در رو و زير بدنه براي زمين ثابت و زمين متحرک.... 29
شکل2-12- تأثير سه اسپويلر مختلف بر توزيع فشار روي بدنه. 31
شكل2-13- تغييرات ضرايب برا و پسا با تغيير ارتفاع کف خودرو، نسبت به بدنه اصلي (زمين ثابت) 31
شکل2-14- تغييرات ضرايب برا و پسا با تغيير ارتفاع کف خودرو، نسبت به بدنه اصلي (زمين متحرک) 32
شکل 2-15- نتايج عددي مسير جريان در اطراف بدنه با استفاده از مدل توربولانس RSM را نشان مي دهد. 32
شکل 2-16- جريان در جلوي بدنه و جدايش هاي کنار شيشه جلو. 33
شکل 2-17- جدايش هاي سهبعدي در کنار شيشه عقب خودرو. 34
شکل 2-18- بردارهاي سرعت در صفحه تقارن بدنه و جدايش جريان روي شيشه عقب... 34
شکل 2-19- جدايش جريان روي شيشه عقب (نيمي از بدنه نشان داده شده است) 35
شکل 2-20- جدايش جريان در انتهاي صندوق عقب و گردابه پشت خودرو (براي نيمي از بدنه) 35
شکل2-21- نمايش خطوط اصطکاکي روي بدنه از نماي بالا.. 36
شکل 2-22- نمايش خطوط اصطکاکي روي بدنه از نماي عقب... 36
شكل3-1- برند بهبود ضريب پسا در چند دهه اخير. 39
شكل3-2- مقايسه ضريب پساي خودرو با دو جسم ديگر. 40
شكل3-3- سه شكل متداول انتهايي خودرو. 41
شكل3-6- تأثیر زاويه شيب در قسمت انتهايي خودرو بر روي ضريب پسا و برآ. 43
شكل3-7- مدل ايجاد شده براي خودروي Hatch Back (تصوير بالا) 44
شكل3-8- شبكه ايجاد شده براي دو خودرو. 45
شكل3-9- بردارهاي سرعت حول بدنه دو خودرو. 46
شكل3-10- خطوط جريان و گردابههاي حول بدنه دو خودرو. 46
شكل3-11-كانتورهاي فشار حول بدنه خودروي Hatch back.. 47
شكل 3-12- كانتورهاي فشار حول بدنه خودرو Notch back.. 47
--------------------------------------------------------------------------------
جدول2-1- مقايسه ضرايب پساي محاسبه شده توسط مدل هاي توربولانس و مقدار تجربي.. 26
جدول 2-2- مقايسه ضرايب برا و پسا براي زمين ثابت وزمين متحرك... 29
جدول 2-3- مقايسه ضرايب برا و پسا براي سه اسپويلر عقب... 31
جدول 2-4- مقايسه ضريب پساي فشاري و اصطكاكي.. 37
جدول3-1- مشخصات ابعادي خودروها 44
جدول3-2- پارامترهاي آيروديناميكي بهدست آمده براي خودروها 45
-----------------------------------------------------------------------------
چکيده
در اين پژوهش جريان در اطراف يك مدل خودروي Notch Backسه بعدي هم به طور عددي و هم به طور تجربي مورد مطالعه قرار گرفته و قسمتهایی که اثرات مهمتری در نيروهاي پسا و برا دارند، بررسي شده و منحنیهای مشخصه آنها رسم گرديده است. تغييرات زاویه شيشۀ عقب، تغييرات ضخامت صندوق عقب، استفاده از اسپويلر عقب، تغيير فاصله خودرو از زمين، تأثير حرکت ثابت مدل نسبت به زمين (مدل آزمايشگاهي در تونل باد) و متحرک مدل نسبت به زمين (حرکت واقعي) در نيروهاي آيروديناميکي از جمله مواردي هستند که در اين پژوهش بررسي شدهاند. در شبيه سازي عددي از روش حجم محدود براي شبکههاي بي سازمان و يک الگوريتم فشار مبنا براي حل معادلات ناويراستوکس استفاده شده و اثر مدل هاي مختلف توربولانس به منظور شبيه سازي آشفتگي نيز بررسي گرديده است. در اين پژوهش پس از مقايسه نتايج شبيه سازي عددي و تجربي توزيع فشار، اثر تك تك فاكتورهاي اشاره شده به طور تجربي يا عددي مورد ارزيابي قرار گرفته است.
واژههاي كليدي: آيروديناميك، تونل باد، ضريب پسا، ضريب برا، مدل Notch Back ، حجم محدود، مدل هاي مختلف توربولانس.