FSAE方程式赛车碳纤维车身与后尾翼设计与空气动力学分析

 摘要轻量化设计与空气动力学分析是赛车车身设计的两个重要内容。碳纤维材料具有比强度高和比模量高的优点，是设计赛车车身的首选材料。本课题采用碳纤维设计赛车车身外覆盖件，通过CATIA软件进行三维建模，为了方便评审专家组现场检查赛车内部结构，本课题实现了车身外覆盖件的快速装卸。赛车的空气动力学特性体现了赛车的设计水平和性能，其中最关键的两个数据便是赛车的气动阻力系数以及赛车的负升力系数，本课题依据FSC规则，应用ANSYS ICEM建立仿真模型，再应用ANSYS FLUENT进行计算和后处理，后处理的结果将以气动阻力和负升力的曲线，以及赛车周围的云图来显示，并分析比较了添加后尾翼前后的升力值变化，为碳纤维车身覆盖件的优化提供修改方向。关键词：FSAE赛车 碳纤维车身 空气动力学 外流场分析目录摘要 IIAbstract III目录 IV第一章 绪论 11.1背景研究及意义 11.2国外研究现状 21.3国内研究现状 61.4论文主要研究内容 8第二章 FSAE赛车车身与后尾翼设计 92.1赛车轻量化方法 92.2碳纤维复合材料特性 92.3赛车车身设计 112.4赛车后尾翼的设计 142.5碳纤维车身和尾翼的制作 152.6本章小结 19第三章 FSAE赛车外流场仿真建模 203.1 CFD分析的原理 203.2建立FSAE赛车模型 213.3计算域的建立 223.4划分网格 223.5设定边界条件 253.6本章小结 26第四章 FSAE赛车外流场仿真分析 274.1 FSAE赛车空气阻力结果分析 274.2 FSAE赛车流场分析 294.3添加尾翼赛车与原赛车比较 334.4本章小结 35第五章 总结与展望 36参考文献 38致谢 40