试议滑水基于计算流体力学（CFD）水压力计算数值模拟

论文导读：4.3水膜厚度的计算32-394.3.1经验公式32-344.3.2水膜厚度公式的推导34-364.3.3水膜厚度公式验证36-394.4本章小结39-41第五章数值模型的建立41-485.1轮胎压缩变形量415.2水膜模型41-425.3轮胎模型42-465.4边界条件46-475.5本章小结47-48第六章滑水仿真及结果浅析48-626.1光滑轮胎浅析48-536.

1.1轮胎周围水流分

摘要：只要道路表面覆盖有一定厚度的水膜，车辆在水膜覆盖的路面上行驶时，由于积水的压力作用会使轮胎上浮，此时必定会发生某种程度的不完全滑水；如果车速进一步提升，动水压力会不断增大，轮胎与路面的附着系数显著降低，最终将导致轮胎与路面完全失去接触，发生完全滑水现象，会造成不同程度的交通事故。由此，探讨路面的滑水现象用以确定车辆的安全行驶速度，以保障雨天行车安全至关重要。之所以会发生滑水现象，最关键的因素就是水，水膜厚度不同发生滑水的条件也不同。本论文首先通过水力学论述和水文学原理推导出一种计算水膜厚度的公式，并利用季天剑、黄晓明等对沥青路面表面水膜厚度试验所得到的数据，对本论文推导的计算水膜厚度公式进行了验证，结果表明该公式与试验所得数据相关度很高，可以用于工程实践。然后，通过调查、探讨、浅析选取了代表轮胎，运用流体力学软件FLUENT，建立了205/55R16型轮胎的三维有限元模型，并通过调整模型中的水膜厚度，模拟轮胎在不同工况下的行驶情况。最后，分别对光滑轮胎和沟槽轮胎的滑水现象进行了仿真，浅析了轮胎发生滑水现象的全历程，得到了轮胎在不同工况下行驶所受到的压力。结合水膜厚度的计算公式和FLUENT的结果，给出了阴雨天气情况下车辆安全行驶的最高车速倡议值，高速公路管理部门可在雨天根据此倡议值进行限速，以而保证车辆的安全通行。关键词：滑水论文水膜厚度论文FLUENT论文降雨强度论文滑水预测论文
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ABSTRACT4-7
第一章 绪论7-16

1.1 探讨背景7-10

1.2 国内外探讨近况10-15

1.2.1 国内探讨近况11-12

1.2.2 国外探讨近况12-15

1.3 本论文主要探讨内容15-16

第二章 FLUENT 介绍16-21

2.1 计算流体动力学16-18

2.

1.1 计算力体动力学概述16-17

2.

1.2 计算力体动力学的特点17-18

2.

1.3 计算力体动力学的运用领域18

2.2 FLUENT 概述18-20

2.1 FLUENT 软件运用领域18-19

2.2 FLUENT 软件特点19-20

2.3 FLUENT 软件构成20

2.3 本章小结20-21

第三章 轮胎构造21-28

3.1 轮胎的基本结构21-22

3.2 轮胎的分类22

3.3 轮胎花纹22-25

3.1 轮胎花纹的分类23-24

3.2 轮胎花纹的深度24-25

3.4 代表轮胎的选择25-27

3.5 本章小结27-28

第四章 轮胎打滑机理和水膜厚度浅析28-41

4.1 轮胎滑水的机理28-31

4.2 轮胎滑水的影响因素31-32

4.3 水膜厚度的计算32-39

4.

3.1 经验公式32-34

4.

3.2 水膜厚度公式的推导34-36

4.

3.3 水膜厚度公式验证36-39

4.4 本章小结39-41
第五章 数值模型的建立41-48

5.1 轮胎压缩变形量41

5.2 水膜模型41-42

5.3 轮胎模型42-46

5.4 边界条件46-47

5.5 本章小结47-48

第六章 滑水仿真及结果浅析48-62

6.1 光滑轮胎浅析48-53

6.

1.1 轮胎周围水流分布50-52

6.

1.2 轮胎周围压力分布52-53

6.2 沟槽轮胎浅析53-56
6.

2.1 轮胎周围水流分布54-55

6.

2.2 轮胎周围压力分布55-56

6.3 滑水预测56-60
6.

3.1 水膜厚度对滑水的影响57-59

6.

3.2 安全行驶速度倡议值59-60

6.4 本章小结60-62
第七章 结论与展望62-64

7.1 主要结论62

7.2 展望62-64

致谢64-65
参考文献65-68
在学期间发表的学术论文68