[发明专利]一种针对客车涡系捕捉的非线性湍流模型的构建方法

权利要求书

1.一种针对客车涡系捕捉的非线性湍流模型的构建方法，其特征在于包括以下步骤，

A、建立客车模型及三维计算流域并划分网格；

B、建立由不可压流动控制方程组、非线性LRN/DES湍流模型组成的汽车外流场流动计算流体动力学模型；

不可压缩流动控制方程组包括，

不可压缩连续性方程，

动量方程，

其中p,ρ,u分别为空气的压力、密度和速度，为平均雷诺应力；

将进行模化，建立非线性雷诺应力张量形式：

其中k、ε分别为湍动能和湍动能耗散率，μ_t是湍流粘度，S_ij、Ω_ij分别为流体微团的应变张量和涡量张量，其定义为：

参数如下：

C、进行边界条件和计算设置；

D、进行汽车外流场数值计算；

E、获得大客车的非定常外流场特性，通过求解外流场流动计算流体动力学模型得到汽车外流场速度分布、压力分布、湍动能分布、流线，实现对客车外流场的高精度数值预测，对客车流场计算结果进行后处理，获得客车流程速度云图，压力云图、湍动能云图、流线图以及气动阻力和气动升力。

2.如权利要求1所述的针对客车涡系捕捉的非线性湍流模型的构建方法，其特征在于：

步骤A中，三维计算流域入口边界距客车前端为车长的3倍，出口边界距客车后端为车长的7倍，计算流域长度为车长的11倍，宽度为车宽的7倍，高度为车高的5倍。

3.如权利要求2所述的针对客车涡系捕捉的非线性湍流模型的构建方法，其特征在于：步骤A中，网格采用多面体网格划分，采用密度盒进行加密，在客车表面生产5层精细的附面层。

4.如权利要求3所述的针对客车涡系捕捉的非线性湍流模型的构建方法，其特征在于：步骤C中，三维流域边界条件为，

进口处采用速度入口边界条件，速度入口:Vx＝30m/s、水力直径：D＝20.54m、湍流强度：I＝0.5％；出口采用压力出口边界条件，压力出口:P＝1.0133*105pa、水力直径：D＝20.54m、湍流强度I＝5％；壁面采用自由滑移边界条件，地面采用无滑移壁面，采用SIMPLE算法进行速度-压力耦合求解，时间项采用二阶精度的迎风格式，空间项采用二阶精度算法，壁面函数采用非平衡壁面函数。

5.如权利要求4所述的针对客车涡系捕捉的非线性湍流模型的构建方法，其特征在于：步骤D中，以步骤C中所设置的边界条件和计算方法，残差监测设置为1×10^-5，进行非定常不可压缩流动数值计算，直到残差收敛，得到客车三维不可压缩数值计算结果。