带简化底部扩散器的 Ahmed 体的计算研究

Ahmed 体是用于汽车研究的最受关注的 3D 钝体之一，由 Ahmed 于 1984 年首次提出。该体后上表面倾角的改变会产生不同的流动行为，类似于标准道路车辆。在本研究中，我们扩展几何变体以评估后部底部扩散器的影响，该扩散器常用于高性能与赛车以提升下压力。我们对 Ahmed 体的两种基准构型的后部扩散器倾角进行参数化研究：第一种上倾角为 0 度，第二种为 25 度。我们采用基于谱/hp 元离散化的高保真 CFD 模拟，结合经典网格加密与多项式展开，以实现几何细化与更高精度。扩散器长度固定为 222 mm，与先前研究的顶部倾角长度相同。扩散器倾角以 10 度为步长从 0 度变至 50 度，并额外考虑 5 度情形。对于上表面 0 度倾角情形，阻力与负升力（下压力）系数的峰值在 30 度扩散器倾角时取得，此时流动完全附着并具两个流向涡结构，类似于 Ahmed 所得结果但车体倒置。对于大于 30 度的扩散器倾角，流动完全脱离扩散器。具有 25 度倾角并带扩散器的 Ahmed 体在 20 度扩散器倾角时取得下压力峰值，此时扩散器上的流动具有两个流向涡并伴随部分流动分离。该情形下的阻力峰值出现在 30 度扩散器倾角，此时流动完全分离。