汽车空气动力学.ppt

1、，研究汽车空气动力学、空气动力学基础、1、汽车空气动力学研究的主要内容：汽车行驶中的空气动力和力矩，主要研究如何使汽车变小气动阻力，从而减少燃料消耗，如何使汽车变小、侧向力、横向力矩，从而确保良好的稳定性。通过对汽车表面及周边油和局部油场的研究，分析了作用于汽车的空气动力学机制，有助于改善汽车表面雨水流动路径，减少灰尘积累、风噪声、面板振动。发动机和制动器的空气冷却问题旨在减少冷却路径和散热器的内部空气阻力，提高冷却效果。研究汽车内部自然通风和通风问题，研究车身出入口的合理布局，研究汽车内部出入棋类、风速和风向，使汽车通风和通风性能好，保证舒适。汽车空气动力学研究内容，2.1空气动力学基本概念

2、，“流场”空气动力学，通过对象的气流属性(如速度V、压力P、密度等)，空间坐标(X、y、z)和时间T的函数(如V=V不随时间变化的流场称为“正常流场”。“流线”在气流中吸引虚拟曲线，以研究气流的运动，所有切线的方向与当时棋类质点速度矢量的方向相同。流线提供了同一时刻线上每个气流点移动方向的图形。“留”是瞬间流场中许多流线的集合体，可以通过保留来描述气体流动的全貌。2.2前提假设速度低于360km/h，并且未压缩空气。换句话说，空气密度不变。外部空气(远离物体表面的空气)是没有粘性的理想气体；相对运动是等效的：把汽车看作静止的，空气绕着汽车旋转。2.3流体流动的连续性，流体流动的连续性，以及流体

3、不可压缩，因此在同一时间内前后两部分流动的流体的质量必须相同。也就是说，流速V和剖面面积A的乘积必须保持不变。根据v*A=常数、2.4伯努利方程式、伯努利原理，棋类静压P与动压pq之和为常数。2.4涂层，理论上假设空气不粘，但实际上空气具有粘性。也就是说，相对于表面移动时，会发生内部摩擦作用。接触物体表面的气体被牙齿表面的阻挡相对速度为0牙齿。与表面相邻的空气层也受到固定摩擦的阻挡，相对于表面的移动速度也取决于与表面的距离。如果与曲面的距离超过特定值，则与空气粒子的运动不会受粘度影响，速度与外部棋类速度相同。因此，围绕运动物体的相对薄的空气层内，棋类速度发生急剧变化，存在速度梯度。牙齿气流层称

4、为涂层，也称为边界层。2.5分离现象和旋涡，图显示了物体表面各部分的速度渐变。在a处，最大截面D空气流速逐渐增加，通过最大截面时流速逐渐减少。由于空气粘合层的粘性，E，F，G的流速已不能与C，B，A的流速对称，更慢，K使某些微层的速度为零，K以下的微层发生回流现象，引起漩涡。分离和涡流消耗能量，增加阻力。汽车表面的粘合层，发动机罩和挡风窗凹处的涡流系统，3，汽车行驶时受到的空气动力和力矩合成了整个汽车外部表面的压力，作用于汽车的力，称为空气动力F。合力差的作用点称为风压中心，以C.P .记录。空气动力学F与气流速度的平方、风向面积S和车身外观系数成正比。也就是说，在表达式中，风向面积S是汽车正

5、面投影面积，也称为参考面积，与车身形状相关。，3.1空气动力学，风力区域的定义，3，汽车行驶时接收的空气动力和力矩，其阻力D，侧力系数Y，提升系数Z，空气动力元件：X气动阻力，Y侧分力，Z气压，3，汽车行驶时接收的空气动力和力矩，以及空气动力纵向弯矩是附着力矩Y、横向力矩z、滚动力矩x、Xc、C风压力中心到质心的距离。文字长度，通常表示间距。3.2气动力矩，空气动力和气动力矩，4，汽车气动阻力的组成，汽车阻力系数D可以定义作用于迎风面积的平均压力Fx /S和基准动压的比率，无人量独立于汽车尺寸，仅取决于形状。汽车的气动阻力由五部分组成。1、形状电阻也称为表面压力电阻，是由汽车前部正向压力和车身

6、后部负向压力的压力差引起的。是气动阻力的主要部分。汽车车身各表面的形状及其交点处的切换方式影响形状阻力的主要因素约占60%。无粘滞性的二元圆柱体周围的流动，占空比围绕二元圆柱体的流动，车身表面的压力分布特性，4，汽车气动阻力的构成，2，摩擦阻力是空气的粘滞性在车身表面产生的摩擦力。其值取决于车身表面的面积和光滑程度，约占气动阻力的9左右。3.感应电阻是气动升引起的垂直水平分力，一般约占气动阻力的57。要减少柔道阻力，必须努力减少升力。4，汽车气动电阻的构成，4，干涉电阻也称为附件电阻，是由于暴露在汽车外部的各种附件而导致气流徐璐干涉而形成的电阻。这些附件包括后视镜、门手柄、雨刷、水槽、前牌照、

7、照明、前保险杠、天线和装饰品等。大约占气动阻力的15%。5.内部阻力也称为内部循环阻力，由冷却引擎等气流和车内通风气流形成的阻力，约占气动阻力的1013%。典型轿车机房内部的保留，5，汽车的气动升降机，汽车的气动升降机垂直于汽车的运动方向，即地面。升降机为正，下方为负。气动升降机对汽车有害，所以要尽量减少。因为这会降低轮胎的附着力，影响汽车的推力、机动性和稳定性。6，汽车的空气动力学稳定性，主要是横摇运动的稳定性：改善造型空气动力性能的措施，基本原则：1，降低固定压力区气体静压，提高低压区气体静压。2、延迟分离现象。3、负攻击角建模，缓解地板气流；4、让风压中心位于汽车中心后面。造型上空气动力

8、学性能改善措施，1，使汽车前端气流平稳流动。车头低，向后倾斜，保险杠位置向前延伸，端面呈凸起的形状，边角光滑，上部呈半圆形。底部气流控制：挡板设置；制冷空气入口最优化：在正压区域中设置。采取措施，从造型上改善空气动力学性能，2，增加汽车中部前后风窗倾斜；增加风玻璃的垂直曲率。前后圆柱化；挡风玻璃表面和周围光滑粘贴，使玻璃安装顶视图的中间鼓腰部；最大横截面尽可能向后移动。侧面光滑，造型上改善空气动力学性能的措施，3，在汽车后部使用快速靠背。在水平剖面上向后收缩，减少低压面积，收缩前突然突出，加快气流。尾部设置扰流板；利用出水口加速气流。结构上改善空气动力学性能的措施，3，汽车底部汽车底板末端上升一个角度，缓解地面气流，降低升力系数。汽车地板需要两边稍微抬起，使地板气流向侧面流动。，实际应用，更成功的全气动造型轿车，参数设置：气流特性大气环境参数重复参数等，汽车最优化设计过程，前流线型对CD的影响，前底边对CD的影响，前底边对CD的影响，发动机罩和前风窗倾斜