第三章汽车空气动力学.

汽车空气动力学性能研究第1章引言随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的安全性能要求越来越高，特别是对汽车的空气动力学性能有了更高的要求。

汽车的空气动力学性能直接影响了车辆的稳定性、燃油经济性和行驶舒适性，是汽车设计中不可忽视的重要因素。

本文将主要讨论汽车的空气动力学性能及其相关研究。

第2章汽车空气动力学性能概述汽车的空气动力学性能主要包括气动力、阻力和升力。

气动力是指车辆在行驶时所受到的空气力，包括阻力和升力，阻力是指空气对车辆前进的阻力，而升力则是指空气对车辆垂直升力的作用。

汽车的空气动力学性能是由多种因素共同影响的，包括车身造型、气动系数、车与路面的接触、车辆速度和车辆尺寸等。

汽车的空气动力学性能研究起源于20世纪30年代，随着计算机技术的进步和气动力学实验技术的发展，汽车气动力学研究也逐步深入。

目前，汽车空气动力学研究主要集中在两个方面，一方面是通过计算机模拟来研究汽车在不同速度下的气动力学性能，另一方面是通过实验来验证模拟结果和优化汽车气动设计。

第3章汽车空气动力学性能计算方法现代汽车空气动力学性能计算方法主要包括两种，一种是通过数学模型来计算汽车的气动力学性能，另一种是通过计算流体力学方法来模拟汽车在不同速度下的空气流动情况。

数学模型是指通过数学公式来计算汽车的气动力学性能，该方法主要根据理论计算方法和试验数据来建立数学模型，然后使用数学模型对汽车的气动力学性能进行预测和优化。

数学模型的优点是计算速度快，而且可以在车辆设计的早期阶段进行优化，缺点是无法完全模拟汽车的复杂流态。

计算流体力学方法是一种通过计算机模拟来研究流体力学问题的数值方法。

它通过离散化流体问题来拟合模型，并利用高精度数值算法来求解模型方程。

该方法的优点是能够精确模拟汽车的复杂气动流动情况，得到非常准确的结果，但其缺点是计算时间较长，需要大量的计算资源和高性能计算机。

第4章汽车空气动力学性能实验方法汽车空气动力学性能实验方法主要包括隧道实验和道路试验。

车辆空气动力学车辆空气动力学是研究车辆在空气中行驶时所受到的力学现象的学科。

它主要涉及到车辆在高速行驶时所面临的空气阻力、升力以及操纵性等问题。

这些因素对于车辆的燃油经济性、安全性以及性能都有着重要的影响。

一、空气阻力空气阻力是车辆在行驶过程中所要克服的主要力之一。

当车辆行驶在高速情况下，空气分子对车辆运动的阻碍会导致空气阻力的产生。

空气阻力的大小与车辆的形状、车身的前后端流线型以及车速等因素有关。

一般来说，车辆的空气阻力随着速度的增加而增大。

为了减小空气阻力，车辆的外形设计通常会采用流线型的设计，使得空气在车辆表面上的流动更为顺畅。

二、升力除了空气阻力外，车辆行驶中还会受到升力的作用。

升力是指车辆在行驶过程中由于车身产生的气流而受到的上升力。

当车辆的速度较高时，车身底部的气流由于速度较快而产生低压区域，而车顶部的气流则相对较慢，形成高压区域。

这种气流的不对称性会使得车辆产生一个向上的升力。

升力的大小与车辆的速度、车身的形状以及空气的密度等因素有关。

为了减小升力的影响，车辆的设计通常会采用一些辅助性的装置，如扰流板、车顶尾翼等来改善车身的气流分布。

三、操纵性车辆的操纵性也是车辆空气动力学中一个重要的问题。

当车辆行驶时，空气动力学力对车辆的操纵性有着直接的影响。

空气动力学力会改变车辆的稳定性、制动性以及悬挂系统的工作状态。

例如，在高速行驶时，空气动力学力对车辆的稳定性有着重要的影响。

车辆的稳定性是指车辆在行驶过程中保持平衡的能力，这直接关系到行车的安全性。

因此，在车辆设计中，需要考虑空气动力学因素对车辆操纵性的影响，并采取相应的措施来提高车辆的操纵性能。

综上所述，车辆空气动力学是一个重要的学科，它研究了车辆在空气中行驶时所面临的阻力、升力以及操纵性等问题。

这些问题对车辆的性能和安全性有着重要的影响。

因此，在车辆设计和制造过程中，需要充分考虑车辆空气动力学因素，以提高车辆的性能和安全性。

汽车空气动力学原理及其在设计中的应用汽车空气动力学是研究汽车在运动过程中与空气之间相互作用的科学。

它涉及到车辆的流体力学、气动设计、空气阻力等方面的知识。

本文将介绍汽车空气动力学的基本原理，并探讨其在汽车设计中的应用。

一、汽车空气动力学的基本原理1. 空气阻力在汽车行驶的过程中，车辆与周围空气之间会产生阻力。

这种阻力随着车速的增加而增大，称为空气阻力。

空气阻力是影响汽车速度和燃油经济性的重要因素。

2. 升力和下压力除了空气阻力，汽车在行驶中还会产生升力和下压力。

升力使得车辆产生抬升的趋势，会影响行车的稳定性。

而下压力则会将车辆压低，增加接触地面的力量，提高操控性和行驶稳定性。

3. 尾流和气流分离车辆在行驶中，空气会沿着车辆表面形成尾流。

尾流的合理设计能够减小空气阻力，并且对后续车辆的性能也有影响。

此外，当车辆速度较高时，空气可能会在车身某些区域分离，导致气动失稳的现象。

二、汽车空气动力学在设计中的应用1. 外形设计汽车的外形设计直接影响空气动力学性能。

合理的外形设计可以降低空气阻力，提高燃油经济性，同时保持较低的风噪和振动。

通过采用流线型车身设计、减小车辆的投影面积和边缘曲率，可以降低空气阻力系数。

2. 风洞试验风洞试验是研究汽车空气动力学性能的重要手段。

通过在风洞中模拟车辆行驶的环境，可以测量空气动力学参数（如空气阻力、升力、下压力等）以及流场分布情况。

这些数据可以用于优化车辆设计，提高行驶稳定性和能效。

3. 尾流管理尾流对后续车辆的影响不容忽视。

通过设计后部扩散器、尾翼等装置，可以减小尾流对后车的阻力影响，提高行车安全性和经济性。

4. 空气动力学仿真借助计算流体力学（CFD）技术，可以进行空气动力学仿真，预测车辆在各种工况下的气动性能。

这种方法可以快速获取车辆的空气动力学特性，辅助设计优化，减少试验成本和时间。

5. 轮胎气动学车辆行驶时，轮胎与路面之间的气流也会对车辆性能产生影响。

通过优化轮胎的花纹和刚度，可以减小轮胎气动噪声，提高车辆的操控性和舒适性。

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。