工程車輛輪蝸流場數值模擬及抑塵式擋泥板優化設計

王霞

摘要：工程車輛揚塵是道路揚塵的重要成因之一。本文使用 Fluent 軟件對工程車輛驅動輪輪窩處的空氣流動狀態進行數值仿真，構建了流場數值模擬的湍流模型，采用動網格技術模擬三維流場，獲得了車輛尾部和側面氣流流動狀況對揚塵的影響規律。并根據輪窩處的流場特點優化設計了具有抑塵作用的擋泥板。

關鍵詞：Fluent;動網格;輪窩;抑塵板;優化設計

0 ?引言

工程車輛在城市道路揚塵中占有重要的比例，根據北京城區的測試數據分析得出，汽車道路揚塵造成的PM10 占大氣PM10總量的30%[1]。相關研究表明機動車行駛過程中路面二次揚塵約占城區內PM10總量的30～50%[2-4]，而工程車輛造成的揚塵尤為明顯，治理工程車輛的揚塵日益受到重視。

工程車輛運行時輪胎與地面滾動過程中，由于輪胎和地面存在灰塵，車輛行駛產生的氣體流動及輪胎花紋內空腔的擠壓變形產生氣爆最終造成滾動揚塵，滾動揚塵是工程車輛揚塵的重要因素。

本文對工程車輛行駛過程中驅動輪輪窩處的氣體流場為研究對象，采用湍流模型和氣固二相流數值模擬分析方法，探索工程車輛驅動輪輪窩內外速度場壓力場的變化規律。車輛擋泥板具有控制車輪沿圓周方向向外甩液態或固態物的作用，同時也可因其結構的變化改變輪窩處的流場狀態，控制和抑制灰塵揚起的數量和方向。根據輪窩處的流暢規律設計可調節半封閉式的擋泥板，并在其內側加裝了毛刷，極大地衰減了灰塵的動能，起到了降低工程車輛滾動揚塵的效果。……