摘要随着汽车行业竞争的加剧|车门关闭过程中乘员舱压力的CFD仿真与验证( 四 )

体网格设置如下表所示：
表3体网格设置参数
边界条件和求解器的配置
关门动作需要空间模拟设置，故在STAR-CCM+中设置为三维仿真。
模型设置“隐式非定常”需要覆盖模拟中的隐式非定常流。关门过程称为时间相关过程。这两种设置构成了座舱压力模拟的主要仿真参数。
此外，如果在仿真中激活了该模型，则可以修改一个时间步长内的内部迭代次数。 “气体”模型定义了模拟场景下的流体介质。在这种情况下，介质是空气。由于试验台上的所有测量均在T0=22.8°C环境温度和p0=101325Pa环境压力下进行，因此这些条件也被导入模拟设置中。
另一个用来描述流体介质的模型是“恒定密度”模型。它用来假设流体在整个过程中密度是恒定的。通过实验我们得出，流体密度的变化可以忽略不计。
除了常规模拟设置和流体特性外，还有几个假设和选项可用于求解器设置。采用“分离流”模型，分别求解流量、速度分量和压力方程。对于每个维度，冲量方程也是独立求解的。
关门运动受湍流的影响，湍流具有不稳定的空间和时间波动。 “紊流”模型考虑了水流的紊流性质。
以下模型描述了用于流量计算的选定湍流模型。所有计算的基础是雷诺平均Navier-Stokes方程。为了完成任务--模型用于计算湍流。 STAR-CCM+中的相应模型是“RealizableK-EpsilonTwoLayer” ，该模型是根据建议选择的，因为它考虑了对数壁附着力。随后自动选择“可实现的k-Epsilon两层模型” 。各层模型中使用的系数相同。不同之处在于靠近墙的层中应用了附加模型。 “两层全y+壁面处理”用于根据各自的雷诺数区分两种壁粘附定律。
综上所述，已指定以下物理边界条件和解算器设置：
1.三维
2.隐式不定常
3.气体
4.恒定密度
5.分离流
6.湍流
7.雷诺平均Navier-Stokes
8.K-ε湍流
9.壁面距离
10.可实现的k-Epsilon两层模型
11.两层全y+壁面处理
在模拟中还需要考虑门的关闭速度。这是通过将实验记录的速度作为边界条件输入仿真中来实现的。首先，围绕铰链轴定义旋转运动。
由于模拟的所有边界条件和物理模型都已确定，因此设置将随着解算器和终止标准的调整而最终确定。由于所提出的模拟目标是隐式非定常流，因此需要预先确定内迭代次数和时间步长。这些解算器设置导致整体问题的收敛解。在不同的物理时间，座舱压力模拟是一个基于事件的过程，不需要采用收敛条件形式的特殊中止准则。因此，停止标准被设置为实验性关门记录数据中的最长时间。
流动仿真与结果
图9说明了模拟循环的最终状态。很明显，车门未处于完全关闭位置，因为密封件仅开始接触B柱区域的车门。在该部分中，可以看到环境、客舱、门和超设网格的不同网格。此外，还可以看到关键区域网格的细化。

图9通过B柱的水平截面中仿真网格
当密封件被完全压缩时（通常通过7mm的密封件压缩达到），该状态被认为是门运动的结束。将相关实验的通过时间与仿真中止准则中的最大时间进行了比较，证明了两者的一致性。
为了更好地了解关门运动期间试验台内的流动特性，下文以第一种配置应作为示例，展示了气流的速度分布。
首先考虑了舱门完全关闭时，舱室与环境之间的静压差。这是通过泄压阀的水平截面展示的（见图10）。