汽车空气动力学PPT课件
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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TDACP23au,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
汽车空气动力学仿真 Vehicle Aerodynamics Simulation 张扬军 Zhang Yang-Jun
清华大学汽车工程系应用空气动力学组 汽车安全与节能国家重点实验室 Applied
Aerodynamics Group, Dept of Auto Eng., Tsinghua Univ. State Key Lab of Automotive
Safety and Energy
Vehicle Aerodynamics Simulation 汽车空气动力学仿真 1 2 3 4 5 6 汽车空气动力学概述 汽车空气动力学仿真特点 汽车空气动力学仿真难点 汽车空气动力学仿真平台 仿真平台(VASS应用 总结与展望 1 2 3 4 5 6 Introduction to Road Vehicle
Aerodynamics Some Salient Features of Road Vehicle Flow Simulation Main Difficulties
of Road Vehicle Flow Simulation Vehicle Aerodynamics Simulation System (VASS
VASS Applications Conclusions and Open Features
1 汽车空气动力学概述 1.1 空气动力学对汽车性能的影响 1.2 汽车空气动力学性能 1.3 汽车空气动力学特点 1.4 空气动力学研究方法 Introduction to Vehicle
Aerodynamics 1.1 1.2 1.3 1.4 Vehicle Attributes Affected by Aerodynamics Vehicle
Aerodynamics Characteristics Peculiarities of Road Vehicle Aerodynamics Methods for
1、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。减小气动阻力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。由于升力而产生绕Y轴的纵倾力矩。侧风作用下的轻型高速汽车,车身前部可能有较大的局部升力,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。
目录
前言 .................................................................................................................................................. 1
汽车空气动力学的研究现状 ........................................................................................................... 2
一、汽车空气动力学研究的国内外发展情况 ....................................................................... 2
二、汽车空气动力学的研究方法 ........................................................................................... 3
(1)基础理论 ...................................................................................................................... 3
(2)风洞试验 ...................................................................................................................... 3
(3)数值仿真 ...................................................................................................................... 3