理想车身气动造型研究与F1赛车空气动力学 硕士学位论文

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1、湖南大学硕士学位论文理想车身气动造型研究与F1赛车空气动力学姓名：郭军朝申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：谷正气20070401硕士学位论文摘要随着汽车车速，尤其是轿车车速的不断提高，气动力对汽车操纵稳定性能的不利影响也越来越大，因此汽车车身造型的研究也日益受到各汽车公司工程技术人员的重视。在汽车车身造型的诸多方法中，优化设计技术得到了汽车空气动力学研究者的关注。本论文主要研究优化设计技术是如何应用于流线形车身造型设计的，它在基于翼型剖面理论的基础之上，研究设计提出了一个较为符合气动原理的流线形车身。在阅读大量文献和数值模拟分析的基础上，本论文所述优化设

2、计技术的研究主要是从以下几方面展开。本文首先总结了车身其气动造型的演化历程，并且从汽车空气动力学的角度分析了各时代车身造型的特点。同时，因为任意一种车身造型方法与曲线曲面技术绝对不可分，本论文也简要介绍了与车身气动造型有密切联系的非均匀有理B样条理论。本文在简述普通轿车在高速行驶时所涉及到的气动理论及其对汽车相关性能影响的基础上，详细论述了流线形车身优化设计的基本条件、优化设计的基本步骤以及影响车身气动造型优化设计的基本参数，同时设计出一个合乎汽车空气动力学理论的流线形数字化车身CAD模型。在对理想基本形体数字化车身进行数值模拟分析的前提下，本论文也研究了该车身

3、纵对称中面上的速度、压力的分布，同时对车身外部绕流也进行了可视化的分析。本文也从空气动力学的角度深入剖析了影响F1赛车气动性能的因素——负升力和阻力以及二者与赛车高速转弯的力学关系。文中对赛车进行了初步的CAD建模,对赛车外部绕流也加以深入地分析。关键词：优化设计；非均匀有理B样条；流线形体；弯度；负升力理想车身气动造型研究与F1赛车气动特性初探AbstractWiththeincreasingofvehiclespeed,thebadeffectoftheaerodynamicsonthevehiclestabilitybecomesmoreandmoreob

4、vious.Somanyengineersandtechnologistsfromautocompaniesintheworldhaveputmuchmoreattentionontheresearchofcarbody’sstylingdaybyday.Amongmeansofcarbody’sstyling,thetechniqueofreversedesignhasattractedcaraerodynamicist’seyes.Howtoapplyreversedesigntechniquetothemodelingofstreamlinedcarbod

5、yismainlyinvestigatedinthisthesis.Onthebaseofwingprofiletheory,astreamlinedcarbodythataccordswiththeprinciplesofaerodynamicshasbeendevised.Thetechniqueofreversedesignarestudiedandstretchedonthefoundationofliteraturerelatedtocarbody’sstylingandwindtunneltestinginthispaper.Thehistoryof

6、car’smodelingissummarizedandthecharacteristicsofcarbody’smodelinginit’stimesarealsoanalyzedfromtheviewofcaraerodynamics.Meanwhile，becauseofthecloserelationsbetweenanymethodofcarstylingandthetechniquesofcurvesandsurfaces,thetheoryofNURBSinclosetouchwithcarbody’sstylingisintroducedsimp

7、ly.Onthebasisoftheexplanationofaerodynamictheoryrelatedwithavehiclewithahighspeedandtheinteractionbetweenaerodynamicforcesandvehiclebody,thefundamentalrequirementsofreversedesignaboutstreamlinedcarbodyarediscussedindetail.Andthebasalstepsandparametersthatinfluencethewayofreversedesig

8、narealsointe