汽车尾翼对阻力和升力系数的影响CFD仿真

汽车尾翼的作用

汽车尾翼的主要作用是：减少车辆尾部的升力。高速行驶时，尾翼可以让汽车产生更大的抓地力，提高行驶稳定性。

乘用车空气动力学仿真技术规范

本站 “资源中心” 收录了《乘用车空气动力学仿真技术规范》。参考这一规范，对汽车模型进行CFD空气动力学流体仿真，研究尾翼对阻力和升力系数的影响。

汽车外流场CFD仿真模型

用三维建模软件（UG/CATIA）画出简单的汽车模型，包括带尾翼和不带尾翼两种方案。

汽车模型左右对称，可以拆分出半个模型进行分析。根据《乘用车空气动力学仿真技术规范》，画出计算域。在Star CCM+软件中进行CFD仿真，网格划分如下。

物理模型：稳态、恒密度、K-ɛ湍流模型。空气密度1.2 kg/m^3，粘度1.8E-5 Pa.s。入口速度设置为40m/s，出口的相对压力为零。

阻力系数和升力系数

阻力系数和升力系数的计算公式如下：

本案例中，车速V=40m/s，空气密度ρ=1.2 kg/m^3，车辆前方正投影面积A=1.295 m^2（半个模型），在仿真软件中监测阻力系数和升力系数，设置如下：

仿真计算过程中，可以监测阻力系数/升力系数随迭代步数变化的曲线，曲线趋于水平，说明仿真结果收敛。

两种方案的阻力系数和升力系数，如下表所示。

汽车模型	阻力系数	升力系数
不带尾翼	0.32	0.23
带尾翼	0.34	0.04

带尾翼的模型，矢量图和流线图：