汽车空气动力学知识点总结汇总

空气动力学基础前六章总结第一章 空气动力学一些引述1、 空气动力学涉及到的物理量的定义及相应的单位①压强：是作用在单位面积上的正压力，该力是由于气体分子在单位时间内对面发生冲击（或穿过该面）而发生的动量变化，具有点属性。

0,lim →⎪⎭⎫ ⎝⎛=dA dA dF p 单位：Pa, kPa, MPa 一个标准大气压：101kPa②密度：定义为单位体积内的质量，具有点属性。

0,lim →=dv dvdm ρ 单位：kg/㎡ 空气密度：1.225Kg/㎡③温度：反应平均分子动能，在高速空气动力学中有重要作用。

单位：℃ ④流速：当一个非常小的流体微元通过空间某任意一点的速度。

单位：m/s ⑤剪切应力：dy dv μτ= μ：黏性系数 ⑥动压：212q v ρ∞∞∞= 2、 空气动力及力矩的定义、来源及计算方法空气动力及力矩的来源只有两个：①物体表面的压力分布 ②物体表面的剪应力分布。

气动力的描述有两种坐标系：风轴系（L,D ）和体轴系(A,N)。

力矩与所选的点有关系，抬头为正，低头为负。

cos sin L N A αα=- ， s i n c o s D N A αα=+3、 气动力系数的定义及其作用气动力系数是比空气动力及力矩更基本且反映本质的无量纲系数，在三维中的力系数与二维中有差别，如：升力系数S q L C L ∞=（3D ），cq L c l ∞='（2D ）L L C q S ∞≡,D D C q S ∞≡,N N C q S ∞≡,A A C q S ∞≡,M M C q Sl ∞≡,p p p C q ∞∞-≡,f C q τ∞≡ 二维：S=C(1)=C4、 压力中心的定义压力中心，作用翼剖面上的空气动力，可简化为作用于弦上某参考点的升力L,阻力D 或法向力N ，轴向力A 及绕该点的力矩M 。

如果绕参考点的力矩为零，则该点称为压力中心，显然压力中心就是总空气动力的作用点，气动力矩为0。

汽车空气动力学复习笔记本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March1、汽车空气动力学经历了哪四个阶段它们的特点分别是什么答：（1）基本形状化造型阶段：直接将水流和气流中的合理外形应用到汽车上，采用了鱼雷形、船尾形、汽艇形等水滴形汽车外形。

已经开始从完整的车身来考虑空气动力学问题，但限于条件不可能更深入地考虑汽车空气动力学问题。

（2）流线形化造型阶段：提出“最小阻力的外形是以流线形的一半构成的车身”，考虑到了地面效应，尾部气流的分离也是气动阻力系数增加的原因。

减少气动阻力不再是唯一目标，而是同时综合考虑气动升力和侧风稳定性，追求更全面的气动性能。

（3）车身细部优化阶段：着重从已有汽车产品上来改进车身细部气动造型，通过各个细部造型的优化和相互动协调来优化汽车整车的气动性能。

（4）汽车造型的整体优化阶段：从一开始就十分重视汽车外形的整体气动性能，因而开发的实用车型具有优秀的空气动力学特性，整体造型更为流畅，形体更为生动，美学造型和气动造型相得益彰。

2、按基本型设计为什么得不到良好的性能呢答：早期的汽车外形在考虑了流线形化后，气动阻力系数明显地改善了。

但当时没有认识到气流流经这种旋转体时已不再是轴对称，因为把旋转体靠近地面，又加上了车轮及行驶系统，与单纯水滴形的流场已不再相同，造型实用性不强；没有实现“一体化”，气动阻力很大；气流在前端和翼子板处分离后，不能再附着；所以得不到良好的性能。

3、汽车行驶时，除了受到来自地面的力外，还受到其周围气流的气动力和力矩的作用。

来自地面的力取决于汽车的总重、滚动阻力和重心位置。

气动力和力矩则由行驶速度、车身外形和横摆角决定。

4、什么是气动六分力如何产生对汽车动力特性有何影响答：气动六分力分别为：气动阻力、气动升力、纵倾力矩、侧向力、横摆力矩及侧倾力矩。

（1）气动阻力：是与汽车运动方向相反的空气力。

空气动力学基础知识目录一、空气动力学概述 (2)1. 空气动力学简介 (3)2. 发展历史及现状 (4)3. 应用领域与重要性 (5)二、空气动力学基本原理 (6)1. 空气的力学性质 (7)1.1 气体状态方程 (8)1.2 空气密度与温度压力关系 (8)1.3 空气粘性 (9)2. 牛顿运动定律在空气动力学中的应用 (10)2.1 力的作用与动量变化 (11)2.2 牛顿第二定律在空气动力学中的体现 (13)3. 空气动力学基本定理 (14)3.1 伯努利定理 (15)3.2 柯西牛顿定理 (16)3.3 连续介质假设与流动连续性定理 (17)三、空气动力学基础概念 (18)1. 流体力学基础概念 (19)1.1 流速与流向 (20)1.2 压力与压强 (21)1.3 流管与流量 (22)2. 空气动力学特有概念 (23)2.1 空气动力系数 (25)2.2 升力与阻力 (26)2.3 空气动力效应与稳定性问题 (27)四、空气动力学分类及研究内容 (28)1. 空气动力学分类概述 (30)2. 理论空气动力学研究内容 (31)一、空气动力学概述空气动力学是研究流体（特别是气体）与物体相互作用的力学分支，主要探讨流体流动过程中的能量转换、压力分布和流动特性。

空气动力学在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车、建筑、运动器材等。

空气动力学的研究对象主要是不可压缩流体，即流体的密度在运动过程中保持不变。

根据流体运动的特点和流场特性，空气动力学可分为理想流体（无粘、无旋、不可压缩）和实际流体（有粘性、有旋性、可压缩）两类。

在实际应用中，理想流体问题较为简单，但现实生活中的流体大多具有粘性和旋转性，因此实际流体问题更为复杂。

空气动力学的基本原理包括牛顿定律、质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。

这些原理构成了空气动力学分析的基础框架，通过建立数学模型和求解方程，可以预测和解释流体流动的现象和特性。

汽车空气动力学总结第一章绪言一、何谓汽车空气动力学：以流体力学和空气动力学的基本原理、基本方法，分析汽车绕流汽车时的速度场、压强场，来研究作用在汽车上的气动力、气动力矩及其对汽车造型和性能影响的一门学科。

二、研究内容：1•气动力和气动力矩2.流场3.内部设备的冷却4. 散热通风和空调三、促使汽车空气动力学迅速发展的几个重要原因1.实用车速的提高2.石油危机价格暴涨3.市场竞争日趋激烈，促使各汽车厂家注重汽车性能。

四、汽车设计外形的要素1.机械工程要素：满足构件的布局，易于制造，方便维修。

2.人体工程要素：保证乘员乘坐舒适，上下方便，视野广阔，安全。

3.流体力学要素：满足流体力学方面的要求。

4.商品学要素。

五、小轿车外形的演变1、箱型汽车2、甲虫型汽车3、船型汽车4、鱼型汽车5、楔型汽车6 、未来型汽车各种型号汽车的特点六、货车和客车的造型问题第二章空气动力学基本原理大多数问题在流体力学中都有所设计，不在作详细论述，重要问题：从空气动力学的观点考察作用在汽车上的气动力和气动力矩1、摩擦阻力以边界层反映出的摩擦阻力2、压差阻力形成的原因3、诱导阻力分析诱导阻力形成的原因4、汽车坐标系的建立第三章空气动力对汽车性能的影响一、牵引力必须克服的各种阻力1、气动阻力X二C x 1W2A22、滚动阻力X R=(G -Y)f R忽略Y则X R=Gf3、爬行阻力X c G sin -4、加速阻力X A」ag汽车在水平无风的路面上等速行驶时，总阻力只有滚动阻力和气动阻力12A Gf由前述知，气动阻力系数下降，燃油消耗率下降。

第四章小轿车的气动造型一、 小轿车表面气流的流动情况1、 以阶梯背为例进行分析各部位的流动情况阻力总阻力气动阻力滚动阻力― vN e总阻力气动阻力二、 功率和车速的关系1、 气动阻力消耗的功率和车速的三次方成正比2、滚动阻力近似和速度的一次方成正比 三、气动力和最大车速的关系r T max 一Gf R 行 書 ]TA(C x -C y f R )由上式知：气动阻力系数下降，最大速度增大。

重庆大学汽车系汽车空气动力学汽车空气动力学前言车身的空气动力学设计是车身设计的重要内容。

的能量克服空气阻力；的能量克服空气阻力；轿车空气动力性的差异可使空气阻力相差别30%，燃油消耗相差达12%以上。

前言三、空气动力学对汽车性能的影响Land Speed VehicleLand Speed Vehicle Land Speed VehicleLand Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed VehicleLand Speed Vehicle Land Speed VehicleLand Speed Vehicle前言汽车空气动力学第一章空气动力学基础知识第一章空气动力学基础知识常数），有第二节流体力学基础第二节流体力学基础吹纸条:球浮气流：发动机化油器喉管第二节流体力学基础第一章空气动力学基础知识在无粘性气流中，所受合力为零。

在粘性气流中，所受合力不为零。

第三节空气的粘滞性和气流分离现象的气流先停止流动，进而反向流动，形成涡流区，将继续流动的气流与第三节空气的粘滞性和气流分离现象三、气流分离现象在物体背流面，流束的扩展受到尾流区的限制，使流束截面较比迎流面小，其压力较迎流面低。

而尾流区的压力与相邻流体压力接近。

这就使物体压差阻力”的作用。

只有在逆压梯度条件下才会产生分离。

逆压梯度越大，越易分离。

三、气流分离现象第一章空气动力学基础知识表示为与动压力、迎风面积成正比的形式：是表征汽车空气动力特性的重要指标，它主要取决于汽车外形，也与第一章空气动力学基础知识第五节汽车空气动力与空气动力矩Al Al2汽车空气动力学C d 总值：0.45A—形状阻力(C d =0.262)；B—干扰阻力(C d =0.064)；C—形状阻力(C d =0.053)；D—形状阻力(C d =0.031)；E—形状阻力(C d =0.040)。

1、汽车空气动力学经历了哪四个阶段？它们的特点分别就是什么？答:(1)基本形状化造型阶段:直接将水流与气流中的合理外形应用到汽车上,采用了鱼雷形、船尾形、汽艇形等水滴形汽车外形。

已经开始从完整的车身来考虑空气动力学问题,但限于条件不可能更深入地考虑汽车空气动力学问题。

（2）流线形化造型阶段:提出“最小阻力的外形就是以流线形的一半构成的车身”,考虑到了地面效应,尾部气流的分离也就是气动阻力系数增加的原因。

减少气动阻力不再就是唯一目标,而就是同时综合考虑气动升力与侧风稳定性,追求更全面的气动性能。

（3）车身细部优化阶段:着重从已有汽车产品上来改进车身细部气动造型,通过各个细部造型的优化与相互动协调来优化汽车整车的气动性能。

（4）汽车造型的整体优化阶段:从一开始就十分重视汽车外形的整体气动性能,因而开发的实用车型具有优秀的空气动力学特性,整体造型更为流畅,形体更为生动,美学造型与气动造型相得益彰。

2、按基本型设计为什么得不到良好的性能呢？答:早期的汽车外形在考虑了流线形化后,气动阻力系数明显地改善了。

但当时没有认识到气流流经这种旋转体时已不再就是轴对称,因为把旋转体靠近地面,又加上了车轮及行驶系统,与单纯水滴形的流场已不再相同,造型实用性不强;没有实现“一体化”,气动阻力很大;气流在前端与翼子板处分离后,不能再附着;所以得不到良好的性能。

3、汽车行驶时,除了受到来自地面的力外,还受到其周围气流的气动力与力矩的作用。

来自地面的力取决于汽车的总重、滚动阻力与重心位置。

气动力与力矩则由行驶速度、车身外形与横摆角决定。

4、什么就是气动六分力？如何产生？对汽车动力特性有何影响？答:气动六分力分别为:气动阻力、气动升力、纵倾力矩、侧向力、横摆力矩及侧倾力矩。

（1）气动阻力:就是与汽车运动方向相反的空气力。

减小气动阻力就就是减小气动阻力系数,气动阻力系数越小,汽车动力特性越好;（2）气动升力及纵倾力矩:由于汽车车身上部与下部气流的流速不同,使车身上部与下部形成压力差,从而产生升力。

汽车空气动力学重点第一章绪论1. 空气动力学的研究方法1实验研究2理论分析3数值计算2. 汽车流场包括和内部流场车身外部流场3. 气动阻力增加，加速能力下降。

当汽车达到最大车速时，加速度的值就瞬低为零4. 消耗于气动阻力的功率TD A C P ηρ23a u =，功率与速度3次方、阻力与速度2次方成正比5. 汽车空气动力特性对操纵稳定性的影响：1.升力和纵倾力矩都将减小汽车的附着力，从而使转向轮失去转向力，使驱动轮失去牵引力，影响汽车的操纵稳定性，质量轻的汽车，特别是重心靠后的汽车，对前轮胜利越敏感。

2.为提高汽车的方向稳定性，要减小侧向力，使侧向力的作用点移向车身后方6. 汽车空气动力学发展的历史阶段答：（1）基本形状化造型阶段（2）流线形化造型阶段：①杰瑞提出“最小阻力的外形是以流线形的一半构成的车身”‘只有消除尾部的分离，才能降低阻力’；②雷提出：短粗的尾部与长尾相比，仅使气动阻力系数有较小的升高，1934年起，雷提出的粗大后尾端的形状逐渐发展为快背式。

③康姆提出，对大阻力的带棱角的车型，气动阻力系数随横摆角的增加变化很小，而对于流线型汽车，随着横摆角变化，阻力系数有很大变化，即地租汽车侧风稳定性差、。

（3）车身细部优化阶段：汽车空气动力学设计的原则是首先进行外形设计，然后对形体细部逐步或同时进行修改，控制以及防止气流的分离现象发生以降低附着力，成为细部优化法（4）汽车造型的整体优化阶段：整体优化法设计的原则是首先确定一个符合总部制要求的理想的低阻形体，在其发展成实用化汽车的每一设计步骤中，都应严格的保证形体的光顺性，使气流不从汽车表面分离，称之为形体最佳化第二章汽车空气动力学概述7. 气动升力及纵倾力矩：1.由于汽车车身上部和下部气流的流速不同，使车身上部和下部形成压力差，从而产生升力。

作用于汽车上的升力将减小轮胎对地面的压力，使轮胎附着力和侧偏刚度降低，影响汽车的操纵稳定性。

2.车身底部外形对升力系数影响很大，故不能仅根据侧面形状来分析汽车空气动力特性8. 侧向力及横摆力矩：1.侧向力和横摆力矩都影响汽车的行驶稳定性，在非对称气流中，横摆力矩有使汽车绕垂直轴转动的趋势。

空⽓动⼒学部分知识要点空⽓动⼒学部分知识要点————————————————————————————————作者：————————————————————————————————⽇期：空⽓动⼒学及飞⾏原理课程空⽓动⼒学部分知识要点⼀、流体属性与静动⼒学基础1、流体与固体在⼒学特性上最本质的区别在于：⼆者承受剪应⼒和产⽣剪切变形能⼒上的不同。

2、静⽌流体在剪应⼒作⽤下（不论所加剪切应⼒τ多么⼩，只要不等于零）将产⽣持续不断的变形运动（流动），换句话说，静⽌流体不能承受剪切应⼒,将这种特性称为流体的易流性。

3、流体受压时其体积发⽣改变的性质称为流体的压缩性,⽽抵抗压缩变形的能⼒和特性称为弹性。

4、当马赫数⼩于0.３时,⽓体的压缩性影响可以忽略不计。

5、流层间阻碍流体相对错动（变形)趋势的能⼒称为流体的粘性,相对错动流层间的⼀对摩擦⼒即粘性剪切⼒。

6、流体的剪切变形是指流体质点之间出现相对运动（例如流体层间的相对运动)流体的粘性是指流体抵抗剪切变形或质点之间的相对运动的能⼒。

流体的粘性⼒是抵抗流体质点之间相对运动(例如流体层间的相对运动)的剪应⼒或摩擦⼒。

在静⽌状态下流体不能承受剪⼒；但是在运动状态下,流体可以承受剪⼒，剪切⼒⼤⼩与流体变形速度梯度有关，⽽且与流体种类有关7、按照作⽤⼒的性质和作⽤⽅式，可分为彻体⼒和表⾯⼒(⾯⼒)两类。

例如重⼒,惯性⼒和磁流体具有的电磁⼒等都属于彻体⼒,彻体⼒也称为体积⼒或质量⼒。

8、表⾯⼒：相邻流体或物体作⽤于所研究流体团块外表⾯，⼤⼩与流体团块表⾯积成正⽐的接触⼒。

由于按⾯积分布,故⽤接触应⼒表⽰，并可将其分解为法向应⼒和切向应⼒：9、理想和静⽌流体中的法向应⼒称为压强，其指向沿着表⾯的内法线⽅向,压强的量纲是[⼒]/［长度]210、标准⼤⽓规定在海平⾯上，⼤⽓温度为1５℃或Ｔ0= 288.15K,压强ｐ0 = 760 毫⽶汞柱=１０1325⽜／⽶2,密度ρ０= １.2２５千克/⽶311、从基准⾯到11 km 的⾼空称为对流层，在对流层内⼤⽓密度和温度随⾼度有明显变化，温度随⾼度增加⽽下降,⾼度每增加1km，温度下降６.5 K。