基于CFD的自行车-骑手耦合系统流场特性分析

欧 瀚宇, 张 志鹏, 顾 超俊, 杨 辉, 李 双双
西华大学 机械工程学院

摘要


空气阻力是制约自行车骑行效率的关键因素，中高速度下其占比超总阻力70%，团队骑行的尾流效应是核心减阻策略。本文以自行车-骑手耦合系统为对象，基于CFD技术构建三维仿真模型，采用SST k-ω湍流模型与二阶离散格式提升计算精度。数值仿真了单人至五人骑行编队工况，得出了流场速度、压力分布及各位置骑手的气动阻力特征。结果表明：（1）单人骑手承受14.21N的最大阻力，领骑者后方形成显著低压区与低速尾流；（2）团队骑行中，后续骑手因前方骑手尾流效应，受到的阻力显著降低。其中第二位骑手阻力降至领骑者的70%-73%，第三位进一步降至63%-68%，三人编队中第三位骑手减阻效益最显著。

关键词


自行车骑行；流场特性；气动阻力；编队规模；CFD；涡流

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参考


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