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摘要随着高速公路与汽车工程的发展，汽车的安全行驶速度逐步提升，在高速行驶中的侧风、超车、队列行驶工况发生得更为频繁。
汽车在上述工况下高速行驶时的稳定性与安全性问题备受关注。
根据汽车空气动力学的研究，汽车的气动力的大小与车速呈正相关，也就是说，当车速提高时，汽车各气动力全面增大。
以气动阻力和升力为例，阻力与升力的提高，会引起汽车的油耗增大、地面附着力降低等现象，而这些现象都将成为汽车行驶中的隐患。
当汽车在道路上高速行驶时，其外流场的变化与汽车稳定性联系紧密。
在特定情况下，外流场的小幅变化，就能够引起汽车气动力发生大幅波动，进而影响汽车的稳定性。
所以探究汽车外流场变化与汽车稳定性之间的联系，并利用这种联系，来提高汽车稳定性、优化汽车性能及气动造型，是一种行之有效的方法。
本文在各种道路工况中，着重讨论了超车工况，因为超车工况是高速公路上最常发生，并且对气动力影响极大的工况。
当车辆在高速行驶时与其他车辆发生超车行为，两车周围流场都发生剧烈变化，导致两车气动力产生剧烈波动。
气动力的剧烈波动对汽车稳定性非常不利，有可能导致两车互相靠近。
更为严重的是，由于两车周围流场的互相影响，会使汽车的安全行驶速度降低。
在这种工况下，汽车可能会在较低的速度下就离开地面(地面附着力减小至0)，这将降低转向系统的响应，并引起驾驶员对于路面情况的误判甚至引起误操作，严重影响车辆的安全性与稳定性。
本文进行了以下几个方面的研究：(1) 本文首先针对不同尾部造型的汽车的外流场涡流结构进行了广泛了解，对阶背式汽车、快背式汽车及直背式汽车的尾部涡流结构进行了细致的归类总结，为后续研究做好理论基础。
(2) 对于气动力的计算方法进行了细致研究。
传统的气动力计算方法主要分为两种，一种是利用风洞实验或道路实验进行完整超车过程并用传感器来记录完整的气动力变化过程，另一种方法是利用仿真软件模拟超车过程来计算整个过程中气动力变化。
本文提出了一种计算汽车侧风超车工况下横向气动力的新方法——半解析估算法，并计算了侧偏力系数与横摆力矩系数。
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。
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。
轿车的外流场CFD模拟与气动特性分析学校代号:学号:密级:公开兰州理工大学硕士学位论文轿车的外流场模拟与气动特性分析堂僮由遣厶筵刍型连这昱垣丝刍壁驱鏊圭盘麴援埴差皇僮狃电王猩堂暄童些刍整奎牺王程诠窒握童旦期三生垒旦旦迨窒筌鲎旦塑至三生鱼旦墨旦筌燮委基金圭度??一..●,兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
吼洲三年‘月彳日作者签名:罚叛乱学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。
,、不保密≤请在以上相应方框内打“√”矿枣畚三作者签名:移期期多年年日日导师签名: ‘/弓岁今夕勿论盯吖/硕士学位论文目录摘要??.插表索引一插图索引?第章绪论.课题研究背景及意义?...课题研究背景..课题研究意义...汽车空气动力特性对经济性的影响?. .国内外研究现状综述?...国内外汽车空气动力学发展现状..国内外汽车流场数值模拟的发展现状?.本文研究内容?.第章汽车空气动力学基础理论??...空气的基本物理属性?...空气的密度..空气的粘度..空气的压缩性.流体与流动的基本特性..理想流体与粘性流体..牛顿流体与非牛顿流体?..可压流体与不可压流体?..定常流与非定常流..层流与湍流.流体力学中的基本方程...连续性方程..伯努利方程.汽车车身扰流与气动理论..气动力与气动力矩??....气动阻力...气动升力及纵倾力矩?...车身表面的压力分布一.本章小结第章汽车外流场数值模拟理论基础..汽车外流场数值模拟特点?..轿车的外流场模拟与气动特性分析.汽车外流场数值模拟的难点...空气的两种近似法?...基本控制方程?..质量守恒方程连续性方程?....动量守恒方程?..能量守恒方程?..数值计算方法?..常用数值计算方法??....有限体积法??...有限体积法的常见离散格式?. ..的求解方法.常用湍流模型....单方程.模型?.. 模型....大涡模拟??..本章小结??..第章外流场数值模拟..几何模型的建立??...计算区域的确定??一.网格的划分?....网格策略....计算网格的生成..边界条件的设定??...求解器的选择....基于压力的求解器??...基于密度的求解器??..湍流模型选取....模型?.. 模型..雷诺应力模型..大涡模拟模型..收敛性判定?...本章小结??..第章模拟结果与分析..原始模型外流场分析?.轿车车身前部结构的气动特性分析..车头后倾角对车身气动特性影响的分析??.硕士学位论文..挡风玻璃与发动机罩的倾斜角对车身气动特性影响的分析..轿车车身尾部结构的气动特性分析....后风窗斜角对整车气动特性影响的分析??....轿车车身尾部上翘角的气动特性分析..轿车离地间隙的气动特性分析??...国产某型家用轿车的气动造型优化设计?...本章小结第章总结与展望??..全文总结.展望?..参考文献?致谢??..附录攻读硕士研究生期间发表的论文??.硕士学位论文摘要汽车空气动力学是研究空气与汽车相对运动时的现象和作用的一门科学。
图3 待改进车身模型-底面视图2 轿车车身外流场模拟结果及可改进局部1 外流场模拟结果整体分析车体表面附近的外流场模拟结果如图4所示。
当汽车以一定的速度在路面行驶，气流迎面而来，遇到车头钝体后一分为三：一部分向上经过发动机舱罩和顶盖流向尾部直至离开车身；一部分经过底板流向尾部直至离开车身；最后一部分从车身两边流过。
流经车身上部的气流，由于受到发动机舱盖和前挡风玻璃突变形状的影响,气流在发动机舱盖上某一位置发生分离，到挡风玻璃上某一位置又再次附着在车身上，比较均匀地流过顶盖。
到车尾处由于气流突然失去附着物,又与经过底部和侧面的气流汇合，使得此处的气流流动状况非常复杂,产生图1 待改进车身模型-正面视图图4 改进前车身对称面（Y=0）气流速度矢量图图2 待改进车身模型-后方视图图6 改进前表面切向摩擦力系数，俯视视图图7 改进前压力云图，正面视图图8 底部表面切向摩擦力系数局部视图图9 正面压力云图局部视图图5 尾部气流分离局部视图2.2 模拟结果提示的可改进局部1 发动机罩曲率，发动机罩与前窗夹角如图6所示，在发动机舱盖与前风挡交界处及前风挡上，C 低。
气流从发动机舱盖非常前端起就发生了分离现象，此时可以考虑优化发动机舱盖前端的三维曲率，发动机舱盖凸起形状，发动机舱盖的侧面形状，去改进发动机舱盖上的C f。
气流在经过凹角后会再附着在前风挡上，为减小分离区应尽量减小发动机舱盖与前风挡间的夹角，使分离线与再附着线尽量接近。
重点考虑增大发动机舱盖倾角和减小前风挡倾角，减小凹角处的涡流团，进而改进C D。
2.2.2 前轮轮罩与挡板如图7所示，车头正中间的正压区很适合开进气口格栅，左右两边的凹槽造型使得此区域的气流流速受阻，静压接近1。
车轮轮罩的楔形设计没有完整遮挡住车轮迎风面，使得气流直接冲击前轮，产生涡流，从而损失额外的湍动能。
可以考虑装置挡板或修改前脸正面锥度和轮罩设计，尽量从正面包裹遮挡前轮，引导气流从侧面流过。
汽车产业包括汽车制造业、汽车批发零售业、汽车服务业三个门类。
汽车行业外部环境分析：一、一般环境分析。
（一）、政治环境：对于发展汽车工业，我国政府一直扮演着主导产业发展的角色。
然而实事证明迄今为止的产业政策对于提升我国汽车产业基本上失败的，新的汽车产业发展政策也事实上与市场化、提升汽车产业竞争力不相容的。
那么，在发展我国汽车产业方面，政府政策应当怎样发挥作用呢？政府制定产业政策的主要目标是发展提高生产力的人力资源和资本、培植产业集群和实施区域开发计划、激励企业竞争和鼓励企业的国际化经营。
对于发展汽车产业形成的外部性问题，如能源、交通、环境、政府管理等方面，政府负有重大责任。
当代的国际经济竞争是产业集群的竞争。
地方产业集群不仅构成当今世界经济的基本空间构架，还常常是一个国家或地区竞争力之所在。
目前，我国已经初步形成了东北地区、京津地区、长江三角洲、珠江三角洲、湖北重庆等汽车产业集群，对于打造汽车产业发展所需要的相关和支持产业体系将产生积极而深刻的影响。
《中国汽车产业“十一五”发展规划纲要》的颁布以及一系列产业政策技术标准的出台，汽车行业将进一步向规范化、法制化发展。
交通基础设施建设和节能环保汽车的推行，使汽车消费环境加快改善。
同时，随着二手车市场的发展，《二手车流通管理方法》的出台引入竞争机制，简化二手车交易程序，二手车市场趋向良性发展。
国家引导和鼓励生产低能耗、低污染、小排量汽车的政策的出台，推动了汽车产业格局和消费结构的变化，并可能为小排量汽车的产品竞争带来新一轮的震荡。
同时，我国出台的进口关税等一系列政策有利于国产汽车的竞争。
（二）、经济环境经济发展阶段所面临的机遇是影响一国产业竞争优势的可变因素。
首先，目前，住宅、汽车、城乡基础设施建设等产业以及为生产和生活提供支持的服务业，正在成为我国新一轮经济增长期的高增长行业。
其次，目前几乎所有的汽车跨国公司为中国汽车产业的良好投资前景所吸引，纷纷在中国本土设立生产基地和产品供销体系，并积极开展各种形式的汽车资产重组活动。
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 国外发展状况 (2)1.3 毕业设计的主要容 (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 (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容。
减小汽车行驶时的空气阻力最常用的方法包括减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数，通常来说，汽车的体积大小决定了汽车迎风面积的大小，车身外部造型决定空气阻力的大小。
因此，将汽车车身紧凑化和流线形化是改善汽车气动性能最主要的两种方法。
若汽车的气动造型不合适，在汽车在高速行驶的时候，所受升力的作用可能会使得汽车轮胎的附着力减小而导致打滑，而侧向气动力还特别容易引起汽车的跑偏，使得汽车的操纵稳定性有所下降[3]。
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行驶性能。
良好的气动造型设计应该具有较小的阻力系数。
世界汽车造型的发展基本与降低风阻系数的技术研究同步，从箱型、流线型、船型到鱼型和契型，每一次造型风格变化都带来了风阻系数的大幅降低[4]。
对车速较高的车辆，除了随车速平方增加的气动阻力外，气动升力和气动侧力带来的操纵稳定性问题也是需要考虑问题。
不合理的气动造型设计将会造成发飘、转向性能变差等操纵失调问题[5]。
举一个例子来说，分析气动阻力的基本组成成份可知，压差阻力大约占总阻力的85%，其余15%则来自于摩擦阻力。
在压差阻力中，根据车尾结构的不同前后压差分配有所不同，但一般而言，其中百分之十来自于车身前端，而高达九成来自车身的尾部。
所以说压差阻力是汽车气动阻力的主要成分，而汽车尾流的形态和结构对压差阻力有非常大的影响。
从气动阻力的产生机理来看，它是由形阻和涡阻构成，涡阻占40% 左右，主要来自于汽车的尾涡[6]。
大量实验观测和理论分析结果表明，在基本流场为定常的情况下，对流动施加一定的扰动，可以使已经分离的气流再附着，从而可以控制尾流[7]。
因此，给汽车安装一个合适的扰流板，就可以改善汽车尾流的结构和形态，这样就可以有效地减小汽车的气动升力和诱导阻力，从而改善汽车的空气动力特性。
测试气动阻力系数的方法主要有三种：风洞试验法、功率平衡法和数值计算法[8]。
由于汽车的风洞实验对车身空气动力性能有非常好的预测性，所以风洞试验已经是汽车设计中非常重要的流程之一，但是它也有流程复杂、费用高、周期长等明显缺点。
近年来，随着计算机应用技术高速发展和湍流理论的不断完善，用计算机来模拟风洞试验已经成为了可能，基于CFD的汽车空气动力学数值模拟技术在汽车造型设计中开始发挥越来越重要的作用。
由于数值计算方法具有效率高、成本低、应用围广等优点，从而得以迅速地发展。
如今汽车设计领域已经开始广泛地运用计算流体力学即Computational Fluid Dynamics，也就是CFD进行流体的数值模拟。
1.2 国外发展状况从二十世纪六十年代以来，欧美等一些发达国家的CFD技术得到迅速发展。
最初航空飞行器的设计方法有费时、造价高、所得信息量有限等不足，CFD的应用使得原型机减少，费用降低、周期变短、实验效果理想，因此CFD的发展得到了巨大的推动。
目前国外用CFD对航空、汽车等领域产品进行设计、分析、优化已经成为必经的步骤和重要手段[9]。
如今随着CFD技术的发展，在越来越多的汽车设计中已经实现了计算流体力学的应用。
近些年以来，欧洲、美国、日本的一些汽车厂家已经开始致力于开发和利用 CFD 技术，并且已经取得了非常多的科研成果。
在八十年代初期，计算流体力学的应用还仅局限于对车身的基本形状的模拟，但最近随着CFD技术的发展，包括后视镜、复杂地板、车轮等复杂汽车部件都已经实现了计算机模拟仿真。
在精度方面，计算精度误差已经可以降到5%以[10]。
可视化技术已经大量地应用在计算流体力学的结果分析之中，这些可视化技术可以应用和显示在软件之中[11]，如图1.1。
因为计算所得到的数据是非常庞大的，计算机可以运用可视化技术将数字信息转化为图形或动画，这十分有利于研究人员对数据的分析和理解。
德国大众汽车公司、德国戴姆勒一奔驰公司、瑞典沃尔沃汽车公司、意大利菲亚特Richerche技术中心、日本三菱公司等应用自编程序或商业化软件对汽车外流场卓有成效地进行了数值模拟分析，总结了很多计算模拟经验。
逐步认识到数值仿真在汽车车身设计中的重要性。
图1.1 CFD可视化技术国自行设计汽车的能力比较低，并且长期以来，一直是在模仿或者直接引进国外的技术，最开始的时候主要是采用缩尺模型进行风洞试验研究。
国对于汽车空气动力学数值模拟的研究则是从上世纪九十年代开始的，许多研究院借鉴以前在航空、造船方面的经验，比较成功地运用二维和三维的方式模拟了汽车的外流场。
但是对模型划分的网格数目比较少，计算的结果和精度都只相当于国外20世纪80年代初期水平。
目前，采用CFD软件进行日常的设计和分析已经成为许多企业非常重要的流程之一。
并且随着CFD技术的快速发展，我国很多的高校和研究院也对计算流体力学加大了研究力度。
1.3 毕业设计的主要容本文以工业大学AREI赛车为研究对象，通过CATIA建立赛车的三维模型，应用ICEM软件做模型的前处理工作，即进行模型的网格划分，通过FLUENT进行CFD模拟计算以及后期分析工作。
先后对赛车的初始模型和安装空套的模型进行CFD 数值计算，研究赛车车身整体的压力分布、赛车对称面速度分布、整车外流场情况以及赛车侧舱、前翼、尾翼等局部外流场情况，最后得到赛车的气动阻力和气动升力值。
将两次模拟结果进行对比。
具体步骤如下：1）运用CATIA建立赛车的三维几何模型；2）运用ICEM做为前处理软件，对模型进行网格的划分；3）通过FLUENT进行计算模拟，分析车身外部流场的情况；4）设计符合赛车气动要求的前翼和尾翼；5）把设计好的前翼和尾翼跟原赛车模型进行装配；6）用同样的方法对新模型进行计算模拟，分析车身外部流场的情况；7）将两次的仿真结果进行对比并得出结论。
2 汽车外流场分析的理论基础2.1 引言汽车外流场分析涉及汽车车身造型、空气动力学、计算机模拟仿真等领域。
主要应用的理论包括空气动力学和流体数值模拟理论两部分。
具体包括汽车气动力、负升力产生原理、负升力对操纵稳定性的影响、负升力翼的设计原理、湍流模型理论及数值计算方法等。
2.2 气动力如图2.1所示，作用在赛车上的气动力可分为气动阻力、气动升力、气动侧向力。
气动阻力的方向是平行于赛车行驶方向指向车后方（x 轴方向）；气动侧向力是赛车y 轴方向的力；气动升力是垂直于地面向上的力（z 轴方向），当然，下压力就是-z轴方向的力。
赛车在强侧风工况中行驶时，气动侧向力不能忽略，但为了简化研究，一般都认为赛车车速远远大于侧风速度，因此可以忽略气动侧向力带来的影响。
图2.1 赛车气动力示意图定义气动阻力F d 为：2d d V AC 21F ∞=ρ 2.1气动升力F l 为： 2l l V AC 21F ∞=ρ 2.2 气动侧向力F y 为： 2y y V AC 21F ∞=ρ 2.3 式中 A 是迎风面积，V 为车速，ρ为空气密度，C 分别为阻力系数、升力系数和侧向力系数。
由此可见，气动力跟车速的平方成正比。
2.3 负升力产生原理欧拉建立的伯努利方程可以表述为：C2P 2=+V ρ 2.4 其中P 为压强，为流体，密度V 为流速，C 为常数。
从方程可得，流场中某点处压强随流速增加而减小，因此可以通过改变障碍外形线来改变障碍物周围流场的速度分布，进而改变周围流场的压力，飞机机翼之所以产生升力就是这个原因。
图2.2是飞机机翼的剖面的示意图，空气流过机翼时，气体在机翼前部分离为上下两部分，这两部分空气最后在翼片的末端重新汇聚到一起。
飞机机翼的上表面比下表面更长，从而导致翼片上方的空气流速要比翼片下方流速快，空气流速增大，其密度减小，则气压减小，从而翼片上下产生了压差，也就是升力。
图2.2 负升力产生原理赛车上的负升力翼与飞机上的机翼的基本原理是相同的，但不同的是，飞机飞行需要的是机翼产生向上抬升的力，而赛车则恰恰相反，赛车需要紧贴地面也就是其负升力翼需要产生向下压制的力。
所以把机翼倒过来放置，就是简单的负升力翼，气动效果也相反，产生向下压的力，即负升力（negative lift)[12]。
2.4 负升力与操纵稳定性图2.3为赛车过弯时的受力情况，G 是赛车的车重，N L 、N R 分别为左右轮所受地 面的支 持 力，Y L 、Y R 分别为左右轮所受地面的侧 向 力，Fc 是惯 性 离 心 力，G ’是气动组件所受的气 动 负 升 力，B 是赛 车 轮 距、h 是赛 车质 心 高 度、R 是转 弯 半 径。
推导可得赛车不发生侧滑的条件：R L cY Y F +≤，由地面侧向附着件：)'(G G Y Y R L +⨯=+ε，ε是侧 向 附 着 系 数，所以不发生侧 滑的转 弯 最 大 速 度为：)1('GG Rg V +=ε 2.5 图2.3 赛车过弯时的受力情况由公式可以得出，当轮 距、重 心 高 度的改变受到制约，汽车转弯时轮胎的附 着 系 数即将用尽时，气 动 负 升 力对高速转 弯 性 能起着十分重要的作用。
