中国公路学报

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中国公路学报. 2017, 30(1): 0-0.

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封一/四

中国公路学报. 2017, 30(1): 0-0.

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基于CT技术的沥青混合料均匀性评价方法（双语出版）

郭乃胜, 尤占平, 谭忆秋, 赵颖华, 荆华龙

中国公路学报. 2017, 30(1): 1-9,55.

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为了有效地评价沥青混合料的均匀性，基于CT技术识别混合料试件内部结构，并以粗集料、沥青砂浆和空隙各组分的密度和面积为主要特征参数，建立沥青混合料均匀性评价方法，其中给出了单层截面和单一试件的均匀性评价指标（K_d和K_z），选用3种级配类型，每种类型包含4组不同沥青用量制备沥青混合料试件，应用此方法评价了沥青混合料试件的均匀性，检验了沥青混合料试件制作差异，获得了沥青混合料最佳沥青用量，以及判定了沥青混合料内部结构均匀性薄弱位置。结果表明：均匀性评价方法可以评价单一或一组沥青混合料试件的内部结构均匀性；检验具有相同成型方法、相同配比的一组沥青混合料试件的制作差异，并且劈裂试验结果进一步证明了其在实际应用中的可靠性较好；利用均匀性评价指标K_z分析获得各种类型（AC，SMA和OGFC）沥青混合料内部结构均匀性处于最佳状态所对应的沥青用量与马歇尔试验获得的最佳沥青用量差值分别为0.07%、0.1%和0.55%，这为通过马歇尔方法确定的沥青混合料最佳沥青用量提供了参考；基于沥青混合料试件所有分析单层截面K_d的最大值与均值的差值可以判定试件内部结构均匀性薄弱的位置。

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纳米尺度沥青微观结构特征演化分析（双语出版）

王明, 刘黎萍, 罗东

中国公路学报. 2017, 30(1): 10-16.

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为研究老化引起的沥青纳米尺度微观结构演化特征，建立微观结构演化特征与宏观尺度性能衰变之间的相关关系，分别选取实验室老化和现场老化回收的沥青样本为研究对象，利用原子力显微技术（AFM）和动态剪切流变试验（DSR），对沥青表面微观结构的演变特性和宏观性能的衰变规律进行了研究。研究结果表明：老化对沥青表面微观结构形貌有显著影响，未老化沥青和短期老化（RTFOT）沥青样本表面形貌中存在典型的“蜂相结构”，长期老化（PAV）和铣刨料（RAP）中抽提回收的沥青样本其表面形貌仅呈现一些褶皱似的凸起和亮白色斑点；在纳米尺度，老化改变了沥青纳米级相态的空间分布特性，降低了相态之间表面高度差异，表面高度以及表面粗糙度指标可以量化这种空间分布的特征；宏观尺度上，沥青样本黏弹特性发生显著变化，复数剪切模量升高，相位角降低，这种流变响应可以表征老化引起的流变性能的演变。基于此，提出了沥青纳米级形貌特征和流变性能相关关系的量化表征模型。

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密实型沥青混合料裂缝感应热自愈合性能研究

何亮, 赵龙, 凌天清, 马育, 刘全涛

中国公路学报. 2017, 30(1): 17-24.

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为给沥青路面电磁感应自修复技术提供参考依据，通过掺加钢丝绒制备了可用于感应加热的密实型沥青混合料小梁，研究其裂缝感应热自愈合性能。对不同类型、不同掺量钢丝绒的混合料试件进行了电磁感应加热试验，研究了感应加热试件的升温速率，并进一步开展了裂缝自愈合能力试验以及混合料的路用性能试验，对混合料进行了综合优化设计。研究结果表明：电磁感应加热是对混合料中的沥青加热而非集料加热，热量由沥青胶结料转移到集料中，加热迅速，能耗低；加热温度不能高于100℃，否则混合料会膨胀松散；钢丝绒越长，掺量越高，密实型钢丝绒沥青混合料试件的电磁感应平均加热速率越高；2^#钢丝绒（6.5 mm）掺量为4%的试件在顶面加热至90℃时表现出最佳的愈合率（96.7%），顶面加热至75℃时同样具有理想的愈合率（95.4%），且此温度下能够节约能耗和避免试件松散；2^#钢丝绒（3.5 mm）掺量为2%的密实型沥青混合料具有最优良的路用性能；结合混合料路用性能和感应热自愈合能力分析，2^#钢丝绒（3.5 mm）掺量为4%的密实型沥青混合料在顶面电磁感应加热到75℃时具有94.6%的理想自愈合率和良好的路用性能，且能耗经济。

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降雨入渗对边坡暂态饱和区分布特征的影响（双语出版）

曾铃, 史振宁, 付宏渊, 卞汉兵

中国公路学报. 2017, 30(1): 25-34.

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针对降雨入渗形成的边坡内部暂态饱和区的形成与分布受多种因素影响的状况，开展了降雨条件下暂态饱和区形成条件及多因素影响下暂态饱和区分布的研究。基于有限元数值模拟方法，开展一维渗流及二维渗流过程计算，得到了暂态饱和区的形成条件及多因素影响下的分布特征。研究结果表明：一维渗流条件下，暂态饱和区生成速度和扩展范围受到降雨强度与降雨时间共同控制，暂态饱和区形成的根本原因是土体表面入渗流速大于土体内部湿润锋出渗流速；降雨条件下，暂态饱和区形成的速度为边坡下部大于边坡上部，降雨停止后，随着雨水的持续下渗，坡面已饱和区域体积含水率随着雨水的下渗逐渐降低，消散速度为边坡上部快于下部；降雨强度、初始边坡表面吸力、边坡土体类型对暂态饱和区形成时间、分布深度将产生一定的影响，且影响程度大于坡比对暂态饱和区的影响；在边坡初始表面吸力相同的条件下，降雨强度越大边坡表面孔隙水压力上升速度越快，在降雨强度相同的条件下，初始表面吸力越大边坡表面孔隙水压力上升速度越快，边坡表面孔隙水压力受坡比影响较小。

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设置裙边与桩的沉箱复合基础及承载性能研究

刘高, 付佰勇, 过超

中国公路学报. 2017, 30(1): 35-47.

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为研究一种底板周圈设置裙边、底板中部设置桩的新型沉箱复合基础的承载性能，尤其是裙边与桩对承载性能的影响机制，基于缩尺模型试验验证的FLAC^3D接触面单元与桩结构单元数值分析方法，建立了琼州海峡跨海大桥西线实际地层中的沉箱复合基础三维数值模型，研究了裙边与桩的尺寸参数（裙边高度、桩长、桩径、桩数）和组合方式对沉箱复合基础竖向及水平向承载性能的影响。结果表明：裙边能约束箱底塑性区的开展与贯通，有效提高了沉箱的水平极限承载力，对底面尺寸125 m×75 m的沉箱基础，单独设置壁厚2 m、高度6 m的裙边后，设计荷载下裙边可分担47%的水平荷载和26%的竖向荷载；桩端落在相对较好持力层的桩可分担较多的竖向荷载，有效提高沉箱的竖向刚度、控制差异沉降，对底面尺寸125 m×75 m的沉箱基础，单独设置52根、直径2 m、桩长72 m、桩端进入4-2硬塑粉质黏土层的群桩基础后，设计荷载下群桩可分担67.8%的竖向荷载和37%的水平荷载；裙边与桩组合设置后，沉箱复合基础的竖向及水平向承载力得到进一步提高，设计荷载作用下，群桩承担64%的竖向荷载和31%的水平荷载，裙边承担14%的竖向荷载和52%的水平荷载。研究成果可为琼州海峡跨海大桥深水基础设计提供重要参考。

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基于里兹法的圆形地下连续墙受力分析

崔剑峰, 胡建华, 贺耀北

中国公路学报. 2017, 30(1): 48-55.

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针对圆形地下连续墙基坑开挖受力过程复杂且采用有限元通用程序计算效率低的问题，分析了墙体承受的内衬环向支撑力、坑外水平土压力荷载、坑内水平地基反力计算方法，基于轴对称荷载作用下柱壳的三维弹性力学基本方程，建立了圆形地下连续墙墙体的形变势能、内衬弹性势能、水平土压力势能、水平地基反力弹性势能等的计算公式，从而得到了求解墙体位移问题的泛函；引入单傅里叶级数作为求解位移的试探函数，根据变分原理对试探函数的待定参数进行全微分，得到了待定参数的求解方程组；同时，给出了各种边界条件下的待定参数方程组，从而得到了圆形地下连续墙的里兹解法；最后采用里兹法和有限元法对外径73 m的黄埔大桥北锚碇圆形地下连续墙进行了分析对比。结果表明：里兹法与三维弹性地基板法有限元计算的施工阶段最大位移仅相差0.49%，最大弯矩仅相差1.2%，计算结果几乎一致，尤其是位移曲线几乎完全重合，说明了里兹法方法的正确性，且其有很高的计算精度；算例中里兹法计算的未知数为17个，而有限元计算节点数为40 075个，未知数为240 450个，可见里兹法计算效率非常高，非常适合编制小型程序求解；研究结果为圆形地下连续墙受力研究提供了一种新方法，可广泛应用于工程设计。

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固化期间缓黏结预应力梁力学性能试验

王占飞, 胡正伟, 曹少朋, 王强, 徐岩

中国公路学报. 2017, 30(1): 56-62.

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为了探明固化期间缓黏结预应力混凝土梁的力学性能，制作了4根缓黏结预应力混凝土梁，每根梁直线布置3根缓黏结预应力钢筋，进行试验梁的抗弯承载力测试。通过邵氏硬度计测得试验梁缓黏结剂的硬度，用以反映缓凝材料在加载试验时的固化性质；然后把试验梁分4批进行三分点两点同步单调静力加载试验；最后通过监测梁挠度、关键截面混凝土的应变变化、预应力钢筋张拉端和锚固端的压力变化、裂缝分布等指标，明确缓黏结预应力钢筋与混凝土之间的传力机理以及混凝土梁的抗弯承载能力。结果表明：缓黏结剂的固化度对预应力混凝土梁的开裂荷载影响较小，对最大承载力影响较大，利用现有的预应力混凝土计算理论计算得到的开裂荷载与试验结果吻合较好，但最大承载力的理论计算结果相对保守；随着缓黏结剂逐渐固化，预应力混凝土梁的极限承载力随之增加，当缓黏结剂的邵氏硬度（D型）达到80时，缓黏结预应力钢筋与混凝土具有良好的共同工作状态，梁纯弯段部分的裂缝开展均匀，数量较多，其承载力及延性也最大。

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汽车荷载分项系数对桥梁构件可靠度的影响及修正

闫磊, 贺拴海, 李源

中国公路学报. 2017, 30(1): 63-68.

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为了明确汽车荷载分项系数变化对桥梁构件可靠度水平的影响规律，利用校准法对受拉、受弯、大偏心受压（短柱）、轴心受压（短柱）、受剪共5类受力构件，选取0.1，0.25，0.5，1，1.5，2.5六种活恒载效应比，进行了不同汽车荷载分项系数条件下构件的可靠度分析。对于可靠度指标分布不均匀的状况，提出了可靠度修正系数的概念并进行了验证计算，对不同类型构件按照活恒载效应比给出了可靠度修正系数的计算结果。结果表明：汽车荷载分项系数由1.4递增至2.4时，各类构件可靠指标均呈增大趋势；活恒载效应比小于1时，该分项系数每增加0.2，构件可靠指标随之增大0.1~0.3，活恒载效应比大于1时，该分项系数每增加0.2，构件可靠指标随之增大约0.4；活恒载效应比大的构件可靠指标值偏高，且该类构件可靠指标受汽车荷载分项系数的影响也较大；所提出的可靠度修正系数能够调整抗力值以达到目标可靠指标的要求，该系数分布于0.4~1.1之间，各类型构件可靠度修正系数分布规律一致，均随活恒载效应比及汽车荷载分项系数的增大而减小。

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悬浮隧道动力响应分析方法及模拟的研究进展（双语出版）

项贻强, 陈政阳, 杨赢

中国公路学报. 2017, 30(1): 69-76.

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为了明确悬浮隧道在水下环境及交通荷载作用下的受力行为，以及承受冲击、地震等极端荷载时亟待研究解决的动力问题，首先综述了波流环境中悬浮隧道管体、锚索构件动力响应、振动稳定性分析与锚索疲劳损伤评估等方面的研究进展，对比了几种锚索振动理论分析模型的差异；同时针对悬浮隧道在运营中可能面临的地震、极端波浪等偶然作用威胁，总结归纳了该方面结构振动研究的最新进展。分析结果表明：现有的动力分析理论模型基本采用将隧道管体、锚索分开讨论或者对两者耦合振动系统简化处理的方法，而对考虑车辆移动荷载作为外部激励时相互耦合的动力研究几乎未见，因此有必要在流体-悬浮隧道-车辆系统耦合振动方面展开研究；由于地震、冲击荷载等偶然作用导致结构振动的计算模型不够精确及缺乏试验数据，有必要建立多种特殊荷载和灾害作用下的多尺度动力响应理论模型并开展试验研究。

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公路隧道内主动降噪声场研究

魏庆朝, 张雪峰, 臧传臻, 倪永军

中国公路学报. 2017, 30(1): 77-82.

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针对公路长大隧道内噪声声压级超过90 dB，且目前多采用降噪路面或隧道壁喷涂吸声材料进行被动降噪的现状，基于声波干涉原理尝试对高速公路隧道进行主动降噪。为了确定公路隧道内主动降噪技术的适用条件、实现方法和降噪效果，采用理论推导和有限元仿真相结合的方法，构建了沥青混凝土路面公路隧道内主动降噪声场模型，在隧道尺寸和噪声源位置确定的情况下，模拟分析噪声源频率、主动声源位置等因素对隧道声场降噪效果的影响，并将模拟结果与现场实际隧道主动降噪试验结果进行对比。结果表明：确定了噪声源位置和降噪区域后，根据所提出的噪声源、主动声源和降噪位置的空间关系式，以及主动声源应位于隧道断面中轴线上、运输车辆限高要求等因素，可以确定使需降噪区域实现最佳降噪效果的主动声源摆放位置；噪声频率越低降噪效果越好，主动降噪技术对100 Hz左右的沥青混凝土路面公路隧道噪声降噪效果显著；噪声频率为125 Hz时，在隧道断面中轴线上沿纵向每隔3 m布置一台主动声源，可在工人检查走行区域的人耳高度处实现横向宽1 m、纵向长2 m的区域降噪，该区域降噪幅度为3~8 dB；研究成果可为高速公路隧道内的主动降噪提供参考。

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城市快速路交织区速度预测模型改进（双语出版）

孙剑, 姜静茹, 郑进炫

中国公路学报. 2017, 30(1): 83-91.

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针对HCM2010交织区速度预测模型存在的3个典型问题，分别提出了交织区速度预测分段模型和改进的回归模型。选取上海市快速路4个典型交织区作为研究对象，利用遗传算法分别对HCM2010模型、分段模型和改进的回归模型参数进行了标定。为进一步测试所提出的模型，利用仿真试验的方法，对所提出的改进回归模型进行了敏感性测试。结果表明：改进的回归模型预测精度最高，交织车流速度预测平均误差为9.52%，非交织车流速度预测平均误差仅为6.64%，且改进模型不会出现交织车流速度大于非交织车流速度这种明显违背现实的预测结果；新的3个交织区的验证结果表明，改进的回归模型交织车流速度预测误差为10.79%，非交织车流速度预测误差为10.45%，所提出的模型具有良好的适用性。

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基于LMD局部投影能量特征的车型识别

齐晓轩, 徐长源, 张国山

中国公路学报. 2017, 30(1): 92-102.

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针对动态噪声环境下行进中的机动车辐射出的声信号具有强非平稳性、多尺度性及低信噪比的问题，提出一种基于局部均值分解（LMD）和局部投影能量计算的车型声特征提取方法。首先，利用LMD方法对采集的声信号进行自适应分解，得到各尺度上的乘积函数（PF）分量，从强背景噪声中分离出包含车型特征频率成分的PF分量；其次，对LMD分解结果进行加权优化，重构特征PF分量，滤除虚假成分及弱相关分量，以增强特征信息；最后，将特征PF分量的能量等距离投影到能量聚集区内，基于能量尺度构造声信号的低维特征向量，并通过人工神经网络的学习对特征向量进行识别。在试验数据集上，采用LMD局部投影能量特征对目标车辆进行车型识别，并对试验数据集添加不同强度的噪声，进行LMD分解及局部投影能量计算，将计算结果与其他特征提取方法计算结果进行对比分析。结果表明：该方法对于车型信息十分敏感，识别率达到93.4%；可以有效抑制动态环境下的背景噪声干扰，获取目标敏感的窄带信号，具有很好的抗噪能力；选择在重构窄带信号的能量聚集区内进行投影计算，可以有效去除冗余特征，同时提高算法的实时性。

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车辆跟驰模型参数标定中的性能指标选择

郭海锋, 袁鑫良, 徐东伟

中国公路学报. 2017, 30(1): 103-110.

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为揭示性能指标选择对跟驰模型参数标定结果产生的影响，基于美国I-80公路实测数据，针对Gipps，IDM和Newell三个主流跟驰模型，通过选取不同的性能指标参数，以绝对误差RMSE和相对误差U系数作为目标函数分别对上述3个跟驰模型的参数进行标定，并对标定过程中误差产生的原因进行定性及定量的分析。结果表明：在选择性能指标标定跟驰模型参数效果方面，车头间距优于跟驰车速度；此外，在优化求解过程中发现，单个观测间隔内跟驰车行驶过的位移是最基本的物理量；相对于跟驰车速度，选择车头间距作为性能指标参数虽然在一定程度上降低了单个间隔内跟驰车行驶位移的拟合度，但却保证了实测数据从整体上更准确地表征车辆的跟驰过程；因此，车头间距时间序列能够更好地代表跟驰车的跟驰运动行为，以车头间距作为性能指标对跟驰模型参数进行标定能够提高模型的可靠性和准确性。

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宏观交通网络拥堵区边界最优控制

丁恒, 郑小燕, 张雨, 朱良元, 张卫华

中国公路学报. 2017, 30(1): 111-120.

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为了缓解交通拥堵，解决拥堵状态下区域交通控制问题，提出了宏观交通网络拥堵区边界最优控制方法。首先，基于同质性路网宏观基本图特性固定划分控制子区，通过分析子区之间的车辆流入、流出关系，建立了宏观网络车流平衡方程；其次，以路网旅行车辆完成率最高，同时子区边界处受阻车辆数最低为优化目标建立了拥堵区边界最优控制模型，根据最优控制确定子区边界输入、输出最佳交通流量，进而以饱和度高的边界交叉口饱和度快速降低为优化目标，提出了子区边界交叉口流量分配及信号配时参数优化方法；最后，以合肥市一环路以内的路网为测试对象，通过微观仿真分析，比较了无区域边界控制、拥堵区入口Bang-Bang边界控制、拥堵区出口与入口Bang-Bang边界控制和最优控制4种控制方案。结果表明：最优控制条件下宏观路网运行效益比前3种方法分别提高49.17%、30.19%、71.99%，车辆行程延误分别降低21.65%、3.74%、1.94%；最优控制可有效改善拥堵区内外交通密度的均衡性；宏观路网拥堵区的边界控制可有效降低高峰期间拥堵区的拥塞程度，提高整个路网的疏散能力。

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基于特征几何关系的无人车轨迹回环检测

康俊民, 赵祥模, 徐志刚

中国公路学报. 2017, 30(1): 121-128,135.

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为了在GPS盲区中利用激光雷达构建地图，提出了一种基于回环检测的高精度2D激光点云地图构建方法。首先，从2D激光雷达观测数据中获得无人车的位姿，在2D高斯概率密度空间中提取每帧数据中的环境特征以及求得高斯映射值累加和。其次，利用粒子滤波对车辆位姿与环境特征进行融合优化得到低精度的点云地图和特征地图。然后，利用数据帧中环境特征的数量、车辆位姿以及高斯映射累加和，计算发生轨迹回环的可能性；遍历所有观测帧后得到无人车轨迹回环帧；利用三角剖分法求解回环帧之间的真实转换关系。最后，利用图优化方法得到全局最优的无人车位姿和高精度点云地图与特征地图。试验结果表明：特征地图中同一特征的多次识别结果之间的标准差小于5 mm；利用车辆位姿、环境特征和高斯映射累加和能够有效发现路径回环的可能性，其处理2 499帧耗时1.61 s；利用Delaunay三角剖分能够准确计算路径回环点，单次运行用时小于1 s。

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基于视觉及认知的驾驶模拟器图像标定方法

陈亮, 熊坚, 郭凤香, 万华森

中国公路学报. 2017, 30(1): 129-135.

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为了提高多通道图像显示技术驾驶模拟器三维虚拟图像成像的逼真性，针对驾驶模拟器三维虚拟图像中物体的空间尺寸与驾驶人的视觉特性，对驾驶模拟器图像标定方法进行了研究。采用相似三角形原理，以几何相似关系进行数学推导，得出驾驶模拟器三维虚拟图像成像理论值。设计驾驶模拟器三维虚拟图像标定样板，标定样板以设定半径的圆面为核心，圆心设置为驾驶人双眼视点位置，圆弧面上设置6根直立标杆，圆面上设置3个符合中国国家标准的道路交通标志牌，利用驾驶模拟器虚拟成像软件将标定样板制成三维虚拟图像并投射到驾驶模拟器投影屏幕上。通过实际测量驾驶模拟器投影屏幕上的标杆间距、标杆长度、标杆底部到地面距离、驾驶人能够看清交通标志牌的距离，对比分析实际测量数值与理论值的差异，调整驾驶模拟器投影视点、投影仪缩放比例、视屏距离等参数以及驾驶模拟器成像硬件设备，完成对驾驶模拟器三维虚拟图像物体空间尺寸的标定。研究结果表明：驾驶模拟器通过该方法标定后，驾驶人在驾驶舱中看到的虚拟图像物体的尺寸大小（水平和垂直方向）与在现实中同样条件下看到的基本一致，对虚拟图像的视认距离也与现实中的视距基本一致，增加了虚拟场景的真实感和认知感。

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新型交叉口公交停靠站选址模型

陈红, 刘玮蔚, 朱宏佳, 许方经

中国公路学报. 2017, 30(1): 136-141.

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为了降低交叉口处公交停靠站对周边道路交通流的影响，给实际交叉口及其周边附属设施的规划设计提供参考，在交通流元胞自动机模型研究的基础上，分别分析公交车停靠、运行、换道行为及交叉口饱和度、绿信比、信号周期等交叉口参数，结合元胞自动机模型的设置原理，构建车辆、交叉口平面、停靠站等子模型，进而得到一种新型交叉口公交停靠站选址模型。使用MATLAB软件对建立的模型进行仿真，将受到公交停靠影响的社会车辆行车时间作为仿真的输出结果，并将输出结果与实际调查情况进行对比，验证模型的可靠性。结果表明：建立的模型符合实际，能够反映出公交车辆在交叉口处的停靠情况；公交停靠站对交通的影响程度与停靠站距交叉口的距离呈现W形的变化趋势；港湾式停靠站对周边机动车及交叉口运行的影响程度比直线式停靠站小；上游停靠站的推荐设置区间为距交叉口70~110 m的区域，下游的推荐区间为距交叉口60~90 m的区域；不同饱和度下的停靠站设置区间差别较大，在实际应用时需要进行精细化分析。

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车身内腔电泳膜厚的精确计算及工艺孔的影响研究

聂昕, 李奥, 许冰, 廖毅

中国公路学报. 2017, 30(1): 142-149.

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针对车身内腔电泳膜厚不足导致生锈，而传统试错方法耗费大量成本、电泳工艺开孔缺乏科学依据等问题，提出了一种能实现车身电泳工艺孔正向设计的新方法——基于电泳仿真的区域分析法。首先基于法拉第电沉积理论，获取电泳过程中的电场、流场信息，搭建电泳电化学仿真环境，建立电泳过程数学模型；构建电泳基础试验模型及其仿真模型，通过试验和仿真结果对比以及参数迭代修正，反求得到对涂料沉积量影响较大的基本沉积参数数值；基于工程上对车身电泳关键区域的划分，确定大梁局部区域典型3层钣金结构为研究对象，构建了大梁局部区域简化结构的电泳电化学全耦合仿真模型，并验证了该模型的准确性。在此基础上，以工艺孔形状、大小为变量，以电化学分析为手段进行研究发现：开孔形状对电泳膜厚几乎无影响，而开孔面积对电泳膜厚有较大影响，分析得到膜厚衰变的数值规律，导出了大梁区域内腔电泳膜厚的安全系数。通过对加强板上双孔叠加效果的分析，进一步推导出该区域孔间距设计的安全系数。最后将量化的研究结果应用于某车大梁区域的结构更改，成功解决了该区域内腔生锈问题。

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车身俯仰运动对气动升力的影响

黄泰明, 谷正气, 陈阵, 文琪, 罗泽轩

中国公路学报. 2017, 30(1): 150-158.

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为了明确汽车车身俯仰运动对气动升力的影响，建立了某轿车车身俯仰运动模型，并采用大涡模拟对其进行了准静态及瞬态模拟分析。利用动网格技术实现了车身绕前轴中心的正弦俯仰运动，并通过稳态的1：3模型风洞试验验证了大涡模拟法的准确性。从车身周围流场、车身表面压力等不同的角度对气动升力变化规律及机理进行了分析。结果表明：车身正弦俯仰运动时，瞬态气动升力也随之发生周期性变化，与准静态下气动升力的变化完全不一致，准静态模拟与试验条件下气动升力变化趋势基本一致；瞬态模拟时最大和最小气动升力系数都约为准静态模拟时的3倍；瞬态模拟时，由于流场中气流受到惯性以及黏性作用的影响，导致最大和最小气动升力系数都出现在车身接近水平位置时，与准静态模拟及试验中出现位置完全不同；车身俯仰运动时，车身上表面的压力变化相对较小，而车底板的压力变化很大，且对气动升力有着重要影响，车身从不同方向运动到水平位置时，底板后端的气动压力相差近40 N；后轮胎周围的流场变化对气动升力也有重要影响，车身从不同方向运动到水平位置时，后轮罩中心截面上相同位置处和后轮胎后端表面的压力系数最大差值均约为0.4。

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2017年, 第30卷, 第1期　刊出日期：2017-01-20

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