水的体积分数大小表示水含量的多少，不同涉水深度、不同车速时，防火墙上水的体积分数，如图6所示。图中由方案一可知，驾驶员侧的防火墙溅到的水比较多；方案二与方案一相对比，由于车速的下降，飞溅到防火墙上的水较少，但有水的区域是相同的。方案三，由于涉水较深，车速较快，水飞溅到防火墙上的区域比较大，几乎遍布整个防火墙；相比方案三，方案四由于车速下降，由车底反噬的水被防火墙底部阻挡，只能沿着防火墙的形状贴伏在防火墙上，而不能飞溅，导致防火墙中底部到副驾驶员侧飞溅到的水量较大。

路试的进水过程截图与方案四涉水分析结果对比可知，车辆涉水的过程比较相似，如图7所示。

综上所述，方案四(涉水深度200mm，车速20kph)在实际中是比较常见的，也是路试情况中最能反映实车性能的方案，因此方案四模拟的结果更具参考意义。

3.2 方案改进

由方案四可知，防火墙中部积了很多水，此处也是防火墙漏水的多发位置。针对此情况，设计人员在发动机底部加了一块护板，如图8所示，目的是为了挡住水由底部反噬，冲击防火墙。

基于方案四，做更改方案的涉水仿真，边界条件的参数设置与方案四相同（涉水深度为200mm，车速为20kph）。方案四和更改方案的涉水仿真对比，如图9所示。从方案四的模拟可以看出，进入发动机舱的水分两部分，一部分由格栅进入，流经中冷器，冷凝器，散热器，风扇，冲击发动机本体，第二部分是由发动机舱底部冲刷，并经防火墙向上翻转，反面冲击发动机；由更改方案的模拟结果可观察到，由发动机舱底部冲刷防火墙的那部分水被新增的发动机底部护板阻挡，进而阻隔水流直接冲击防火墙。

从防火墙上水的体积分数可以看出，通过增加发动机底部护板，防火墙上的水量有了明显的降低，更清晰的反映出了护板的隔水效用，进而验证了设计更改方案的可行性，如图10所示。防火墙底部的压力区域也有了明显的变化，整个防火墙的压力变得更加均匀，压强最大值发生在轮罩内部，原因是由于水流对车轮罩的直接冲刷导致的。

4  结 论

（1）应用HyperMesh前处理软件，对几何模型进行快速、高效的处理，为划分高质量的流体网格提供了保障。

（2）对某车型进行的涉水分析，可以较准确的得到汽车涉水的整个过程及各零部件上的压力分布及所沾水的体积分数。

（3）更改方案的计算结果表明，通过增加发动机底部护板，可以很好的阻隔车底部水流对防火墙的直接冲刷，减免了防火墙出现渗水的可能，更改方案合理。

本文不足在于，增加发动机底部护板有可能引起发动机舱过热问题，本文没有做关于这方面的验证。在以后的工作中，重点分析发动机舱热管理问题。

5 参考文献

[1]  STAR-CCM+帮助文档.

[2]  余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社.

[3]  倪计民.汽车内燃机原理[M].上海:同济大学出版社，1999.

[4]  饶辉章，倪计民，李勇.车用发动机在涉水条件下得性能研究[J].车用发动机，2009，180（1）：63 - 66.

Vehicle Wading Simulation

Zheng Xin   Qiao Xin   Kong Fanhua

Abstract：After the heavy rain, the road would have a lot of water, the vehicle driving very common wading. This paper introduces pre-treatment method of Hyper Mesh to deal with the fluid model, the process of vehicle wading simulation with fluid method, observing the situation of water erosion on the firewall, and this has been improved to avoid the firewall scoured directly by water, solving the problem of firewall seepage.

Keywords：Vehicle wading; Hyper Mesh; firewall; erosion; seepage