大学生方程式赛车车身外流场SYS分析报告

河北工业大学2015届本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：汽车外流场分析研究专业（方向）：车辆工程学生信息：110324、田野、车辆113指导教师信息：86024、武一民、教授报告提交日期：2015年3月23日内容要求：1.研究背景随着汽车工业的不断发展和制造技术的快速提高，汽车的外部造型和气动特性受到了极大的关注。

汽车气动阻力在很大程度上影响着汽车性能，尤其对于高速行驶的汽车，气动力对其性能的影响占主导地位，因此良好的空气动力稳定是汽车高速、安全行驶的前提和必要条件。

因此，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。

空气动力学是来自于汽车外部的约束条件，它主要研究的是汽车的气动特性，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、稳定性、舒适性、安全性等，还间接影响着轿车的外观款式及审美的流行趋势【1】。

汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力,升力,侧向力,横摆气动力矩,纵倾气动力矩,侧倾气动力矩6个分量。

在这6个分量中,由于当今汽车空气阻力所消耗的动力至少和滚动摩擦相当【2】，所以长期以来空气阻力系数的大小就成为衡量汽车空气动力性能的最基本的参数,因此汽车空气动力学的最主要的研究内容也就是设法降低汽车的空气阻力系数。

减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数来实现，一般而言迎风面积取决于汽车的体积，空气阻力取决于车身造型。

因此，汽车车身紧凑和流线形是提高燃油经济性、充分发挥汽车动力性的途径。

不同的车身造型会使得车身风压中心的位置不同，汽车在高速行驶的情况下，因受到气动侧向力的作用而使得汽车轮胎的附着力减小，造成汽车极其容易跑偏，即使得汽车的操纵稳定性有所下降【3】。

因此，车身气动造型的完美与否对汽车的性能有着至为重要的影响。

不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应,从而影响到汽车的各项性能。

良好的气动造型设计应该具有较小的气动阻力系数。

大学生方程式赛车使用材料分析摘要：本论文主要内容为大学生方程式赛车正在普及中国的高校，在参赛队伍的努力下，这项比赛正在给中国的汽车制造业注入活力。

对于参赛者而言，对汽车材料知识的学习非常重要，因为通过对车架、车身、轮胎、油气系统材料选择以及优化可以极大提高赛车的整体性能下文，将会对现在的方程式赛车的整体车结构的材料进行分析以及对于参赛者材料选择重要性的论述。

Abstract: the main content of this thesis is to popularize Chinese for college students of Formula One racing college, in the team's efforts, this game is to Chinese automobile manufacturing industry infuse vigor.The contestants, to automotive materials knowledge learning is very important, because the frame, body, tires, oil and gas system in material selection and optimization can greatly improve the overall performance of the car below, will be on the present formula car integral structure material for analysis and material selection for contestants in the exposition of the importance.中国大学生方程式汽车大赛（以下简称“FSAE”）是中国汽车工程学会及其合作会员单位在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上结合中国国情精心打造的一项全新赛事。

大学生方程式赛车市场需求分析王楠李瑞欣指导教师：夏怀成燕山大学车辆与能源学院，河北秦皇岛，066004【摘要】研究大学生方程式赛车市场需求对赛车的研发和市场定位具有现实意义。

通过问卷调查，就购买者态度、年龄分布及对赛车的喜爱程度、驾照持有比例、购车决策者的男女比例和家庭年收入等方面，对赛车的目标市场进行了分析。

同时，根据消费者对赛车的评价，确定了赛车的发展空间。

研究结果表明大学生方程式赛车有广阔的市场空间，尤其是年龄在18-35岁之间有驾照的男性群体对这款车情有独钟。

【关键词】方程式赛车；市场需求；问卷调查；发展空间Analysis on Market Demand for College Formula Racing CarWang Nan Li RuixinCollege of Vehicles and Energy Yanshan University, Qinhuangdao Hebei, 066004 Abstract: Research market demand for college formula racing car development and market positioninghave realistic meanings. Through questionnaires, attitude, distribution of age and the purchaser for racing driver, holding the favorite car makers proportion, the proportion of male and family income, etc, in the target market is analyzed. At the same time, according to the evaluation of consumer, car racing development space is identified. Research results show that college students formula racing has broad market space, especially at the age of 18-35 a driver's license of male groups of this car has a special liking.Key words: Formula racing; Market demand; Questionnaire survey; Development space1 引言随着居民收入水平的提高和政府鼓励轿车进入居民家庭政策的出台，汽车正在快速进入普通家庭。

河北工业大学毕业设计说明书(论文)作者：田野学号：110324学院：机械工程学院系(专业)：车辆工程题目：汽车外流场分析研究指导者:武一民教授(姓名）(专业技术职务) 评阅者：(姓名) （专业技术职务）2015 年 6 月 8 日目录1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1。

2 国内外发展状况 (2)1.3 毕业设计的主要内容 (4)2 汽车外流场分析的理论基础 (5)2。

1 引言 (5)2。

2 气动力 (5)2。

3 负升力产生原理 (6)2.4 负升力与操纵稳定性 (7)2.5 空气动力学套件 (7)2.6 流体数值模拟的理论基础 (11)3 赛车外流场分析 (15)3.1 赛车车身模型的建立及简化 (15)3.2 划分网格 (16)3。

3 边界条件的设定 (17)3.4 FLUENT计算结果 (19)3。

5 赛车仿真结果分析 (19)4 空气动力学套件方案确定 (23)4。

1 前翼的设计 (23)4。

2 尾翼的设计 (26)5 加装动力学套件后赛车仿真结果分析 (29)5。

1赛车模型的建立 (29)5.2赛车仿真结果分析 (29)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1 研究背景及意义随着汽车工业的不断发展,汽车的外部造型和气动特性受到了越来越多的关注和重视。

汽车的性能在很大程度上受汽车气动力的影响，尤其对于高速行驶的汽车,气动力对其性能的影响是非常大的,因此汽车高速、安全行驶的必要前提之一就是具有良好的空气动力性能。

因此，在汽车的开发中，对汽车空气动力性能的研究越来越得到汽车制造商的重视。

空气动力是来自于汽车外部的约束，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、稳定性、安全性、操纵性、舒适性等，还会间接地影响汽车的外观及审美的流行趋势[1]。

汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力、升力、侧向力、横摆气动力矩、纵倾气动力矩、侧倾气动力矩六个分量[2].在这六个分量中，汽车空气阻力所消耗的动力和滚动摩擦所消耗的动力是大小相当的，因此气动阻力系数就成为了衡量汽车空气动力性能的最基本的一个参数，也就是说如何降低汽车的空气阻力系数成为汽车空气动力学最重要的一项研究内容。

上海工程技术大学毕业设计（毕业论文）任务书学院汽车工程学院专业机械设计制造及其自动化（汽车工程）（中美合作）班级学号062110316学生彭涛指导教师李传昌题目方程式赛车发动机进气系统设计与分析任务规定进行日期自2014 年2 月17 日起，至2014 年6 月20 日止目录摘要 (4)关键词 (4)Abstract (5)Key words (5)引言 (5)绪论 (6)1.1 课题研究背景和意义 (6)1.2 汽车发动机进气系统的简介 (7)1.2.1 进气系统定义 (7)1.2.2 基本构成 (7)1.3 汽车发动机进气系统发展趋势 (7)1.4 进气限流情况下提高进气效率技术的研究现状 (8)1.5 研究内容 (8)1.6 进气系统系统概述 (9)1.6.1 进气系统结构参数对充气效率的影响 (9)1.6.2 进气管长度对充气效率的影响 (9)1.6.3 FSAE规则对进气系统限制 (10)1.6.4 赛车进气系统主要构成 (11)2 进气系统方案设计 (11)2.1 进气系统设计流程 (11)2.2 确定进气系统材料与制造工艺 (13)2.3 节气门体类型选择 (14)3 设定进气系统各部件基本参数 (15)3.1 系统参数 (15)3.2 空气滤清器 (15)3.3 限流阀开口 (16)3.4 限流阀 (16)3.5 限流阀扩散器 (17)3.6 稳压腔 (17)3.7 进气道 (18)3.8设计要求 (18)3.8.1 进气方案 (18)3.8.2 进气管形式 (19)4 各部件基本参数设计 (21)4.1 节气门口径 (21)4.2 进气总管长度 (21)4.3 稳压腔体积 (22)4.4 进气歧管长度 (22)5 流场分析 (22)5.1 分析软件介绍 (22)5.2 模型网格划分与边界条件初定义 (23)5.2.1 进气总管分析 (23)5.2.2 稳压腔分析 (25)5.2.3 进气歧管长度分析验证 (29)6 进气系统装配 (29)7 结论与展望 (31)参考文献 (32)大学生方程式赛车进气系统设计与分析车辆工程专业彭涛指导教师李传昌摘要：本设计是针对我院2014年FSAE赛车发动机进气系统的优化设计与仿真研究。

目录1 概述 (1)2 计算流体动力学（CFD）软件——FLUENT简介 (1)3 模型前处理 (1)3.1CATIA模型的前处理 (1)3.2有限元模型的前处理 (2)4 模型求解及结果分析 (3)4.1模型求解设置 (3)4.2求解结果分析 (3)5 空气阻力系数的计算 (6)6 结论 (6)1 概述汽车行驶时，周围的空气与其产生相对运动，形成对流。

汽车行驶的速度越快，该气流对汽车影响的作用越大。

所以，现代汽车设计中必须考虑空气动力对汽车的作用，要研究其对汽车主要作用性能的影响，以此指导汽车新产品的造型和结构设计工作。

空气动力特性影响着汽车的经济性、动力性、操纵稳定性、视野、污染、振动、汽车噪声、车身内室的通风换气、汽车空调及汽车重要部位的热状态。

随着高速公路的发展，汽车高速行驶是汽车的常用工况，汽车的空气动力特性成为汽车主导地位的特性。

例如，汽车行驶车速超过100km/h，汽车的行驶阻力主要就是空气阻力，决定了汽车燃料消耗、加速性能、最大车速等。

为了达到设计要求，往往需要进行大量的实验，而大量的测试手段需要耗费的成本很高。

为了减小试验成本，在早期车型开发中，应用CFD数值模拟可为车身气动外形的初选提供依据，方便、直观地了解汽车各部分的分离情况和尾部涡系结构及分布情况，初步计算出整车的风阻系数，为进一步细化设计提供依据。

2 计算流体动力学（CFD）软件——FLUENT简介这里使用计算流体动力学软件FLUENT进行车身外流场的分析，下面对该软件作一简要介绍。

FLUENT是一个用于模拟和分析在复杂几何区域内的流体流动与热交换问题的专用CFD软件。

FLUENT提供了灵活的网格特性，用户可方便地使用结构网格和非结构网格对各种复杂区域进行网格划分。

对于二维问题，可生成三角形单元网格和四边形单元网格；对于三维问题，提供的网格单元包括四面体、六面体、棱锥、楔形体及杂交网格等。

FLUENT 还允许用户根据求解规模、精度及效率等因数，对网格进行整体或局部的细化和粗化。

第1篇一、引言赛车运动作为一项高速度、高风险的竞技体育项目，其技术水平和装备性能对于比赛结果有着决定性的影响。

其中，赛车车身作为赛车的重要组成部分，其设计、制造和数据分析对赛车的整体性能至关重要。

本报告通过对赛车车身的各项数据进行深入分析，旨在为赛车设计和制造提供科学依据，提高赛车性能。

二、数据来源及分析方法1. 数据来源本报告所采用的数据来源于赛车制造商提供的技术参数、赛车赛事统计数据以及赛车工程师的实际测试数据。

2. 分析方法（1）统计分析：对车身各项参数进行描述性统计分析，包括均值、标准差、最大值、最小值等。

（2）相关性分析：通过皮尔逊相关系数分析车身参数之间的相关性。

（3）回归分析：建立车身参数与性能指标之间的回归模型，分析各参数对性能的影响程度。

（4）方差分析：分析不同赛车车型在车身参数上的差异。

三、数据分析1. 车身尺寸分析（1）长度：赛车长度对空气动力学性能和操控性有重要影响。

根据统计数据，赛车长度平均为4.5米，标准差为0.2米。

（2）宽度：赛车宽度对空气动力学性能和稳定性有影响。

据统计，赛车宽度平均为2.0米，标准差为0.1米。

（3）高度：赛车高度对空气动力学性能和乘客舒适度有影响。

据统计，赛车高度平均为1.2米，标准差为0.1米。

2. 车身重量分析（1）总重量：赛车总重量对加速性能和燃油经济性有影响。

据统计，赛车总重量平均为1,000千克，标准差为50千克。

（2）前后重量分配：前后重量分配对操控性和稳定性有重要影响。

据统计，前后重量分配平均为48:52，标准差为2%。

3. 车身材料分析（1）碳纤维：碳纤维具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，是现代赛车车身的主要材料。

据统计，赛车碳纤维用量平均为60%，标准差为5%。

（2）铝合金：铝合金具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，常用于车身结构件。

据统计，赛车铝合金用量平均为30%，标准差为5%。

4. 空气动力学性能分析（1）下压力：下压力对赛车抓地力有重要影响。

基于CFD的FSAE赛车外流场数值模拟及优化中期报告一、研究背景及意义随着车辆的制造和设计技术的不断提高，汽车比赛的规模和竞争力也越来越高。

FSAE（Formula SAE）赛车由全球各个国家的大学生团队参与，它是一项致力于激发年轻工程师对于汽车制造和设计的热情、培养他们的创新精神、能力和团队合作意识的竞技活动。

在FSAE赛车设计中，外流场是影响赛车性能的关键因素之一，如何降低FSAE赛车空气阻力，提高赛车的性能是一个关键性课题。

通过基于CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟的方式模拟FSAE赛车的外流场，可以快速准确地了解FSAE赛车的气动外流场分布和流动特性。

并通过优化FSAE赛车外形设计、加装气动装置和调整空气阻力系数等方法，有效地降低赛车的空气阻力，提高赛车的性能，这对于FSAE赛车的设计和制造具有重要的意义。

二、研究内容及方法本研究以FSAE赛车的气动外流场分布与流动特性为研究对象，以CFD数值模拟及优化为主要研究方法，通过以下步骤进行研究：1.建立FSAE赛车的数值模型基于CATIA等设计软件，建立FSAE赛车的三维数值模型，并进行参数化设计，以便于后续的数值模拟与优化分析。

要求模型精度高，几何复杂度大，包括FSAE赛车的底盘、车身、车架、轮胎、悬挂系统等。

2.建立数值模拟网格在数值模型的基础上，使用计算机软件对FSAE赛车进行网格划分，生成三维流场模拟所需的流体网格。

网格划分应该满足几何形状、物理性质、计算效率等多重要求。

3.数值模拟边界条件设置为了保证数值模拟结果的可靠性，需要在模拟过程中设置不同的边界条件，如入口流速、迎风角度等条件，并进行验证。

4.进行数值模拟计算在完成网格划分和边界条件设置之后，进行数值模拟计算。

对于流动物理问题，采用CFD模拟求解技术，对赛车的流场进行数值求解和仿真计算。

5.数值模拟结果分析分析数值模拟结果，了解赛车气动外流场的分布和流动特性，如阻力分布、气流轮廓、压力分布等指标。