中国完善的汽车工业体系使得重型卡车在运输行业扮演着至关重要的角色,成为不可或缺的环节。然而错综复杂的地理环境、多变的气候条件使得重型卡车在运输过程中频繁遭遇侧风影响,较高的形状灵敏度扩大了瞬态侧风对重型卡车气动性能的影响程度。因此本文提出将余弦脉动侧风分为两个分量:余弦脉动分量、直流分量,定量研究两分量对重型卡车气动性能和外部流场结构的影响,采用将重型卡车分块的方法寻找对气动性能贡献量最大的组成部分,有助于提高侧风工况下重型卡车高速行驶的安全性和舒适性。本文的研究内容如下所示:(1)构建重型卡车气动特性瞬态数值模型,采用风洞试验结果验证数值模型的可靠性,为后续研究奠定基础。(2)采用用户自定义函数进行余弦脉动侧风工况下重型卡车气动性能分析。结果表明:当余弦分量幅值从0增大至4时,气动力系数均值不变,但气动力系数波动幅值呈线性递增,侧力系数波动幅值的斜率最大。采用E(28)M(10)Ncos(2?f(t(10)?))拟合侧力系数,较高的拟合程度表明侧力系数呈现余弦变化。余弦分量幅值增大外流场静压范围、车身壁面压力差、提高Y向压力梯度。过大的余弦侧风波动导致重型卡车迎风侧压力小于背风侧,引发侧力系数小于0状况。将重型卡车分为车头、集装箱、底盘三个组成部分,集装箱在各工况侧力系数的贡献量主导了侧力系数的变化形式。(3)研究直流分量对气动性能的影响。结果表明,直流分量从0增大至12,气动力系数均值呈线性递增,气动力系数幅值变化较小;它不改变侧力系数余弦近似程度,但影响阻力系数和升力系数余弦近似程度。较小的直流分量引发迎风侧与背风侧静压更替决定重型卡车附近流场结构变化,集装箱组成部分贡献的阻力系数波动量增大,造成阻力系数频率增大,但不影响侧力系数和升力系数的频率。综上所述,本文主要研究了余弦分量幅值、直流分量对重型卡车外流场气动性能,总结了气动力系数的变化规律。得到以下结论:直流分量占主导地位时,较大的余弦分量幅值提高侧力系数余弦变化程度;余弦分量占主导地位时,较小的直流分量增大阻力系数的波动频率,最高可提高一倍;集装箱组成部分的贡献主导对各工况下重型卡车的气动性能。