汽车空气动力学复习笔记.doc

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1、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

2、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

3、，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

4、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。（3）侧向力及横摆力矩：侧向力和横摆力矩都影响汽车的行驶稳定性，为了保证汽车的行驶稳定性，在减小侧向力的同时，还应使侧向力的作用点即风压中心移向汽车重心之后。（4）侧倾力矩：对汽车左右车轮的重量分配有较大的影响，并且直接影响到汽车的侧倾角。侧倾力矩主要是由车身侧面形状决定的，一般侧面流线形好的汽车，侧倾力矩相对较小。汽车的高度和宽度对侧倾力矩影响很大，一般低而宽的汽车侧倾力矩系数比高而狭长的汽车的侧倾力矩系数小。汽车设计时，应尽量使风压中心接近侧倾轴线。5、风压中心即侧向力的作用点6、汽车空气动

5、力学的基本研究方法：实验研究、理论研究、数值计算7、汽车的最高车速、加速时间和最大爬坡度是评价汽车动力性的主要指标8、减小气动阻力系数，可提高最高车速9、汽车依据其外形和用途可分为三类：乘用车（轿车）、商用车（货车及客车）和赛车（高性能汽车）10、从车身表面的压力分布的角度分析如何防止泥土上卷？答：车身上下部分的压力差会使泥土上卷，这可通过提高车身上部的压力来防止。11、阻力分类：气动阻力：外部阻力（形状阻力、诱导阻力）和内部阻力（发动机冷却系阻力、驾驶室内空调阻力、汽车部件冷却阻力）12、与汽车相关的流场的分为哪三类？其作用分别是什么？答：与汽车相关的流场分为汽车周围的外部流场、

6、穿过汽车车身内部的流场，以及发动机室及变速器等机体内的流场三类。汽车外部流场：使汽车受到力和力矩的作用，对汽车的动力性、经济性和操纵稳定性产生极大的影响。汽车内部流场：主要是通过散热器和发动机室的气流以及穿过驾驶室的暖气和通风的空调系统的气流，散掉与发动机有用功大致相当的热量；保证足够的通风，使驾驶室内所有污染的空气和尘土排出，同时更新呼吸消耗的氧气；在车外气候极大的变化范围内，保证驾驶室内气候舒适；内部气流必须穿过车窗，以除霜。13、与航空飞行器相比，汽车空气动力学有什么特点，展开分析。答：飞机空气动力学在相当大的范围内采用理论分析。当今飞机的空气动力学设计从理论分析亦即从数值计

7、算开始，然后进行小模型的风洞试验，最后才进行样机的飞行试验。汽车空气动力学研究主要是通过试验，包括各种模拟试验、验证和改进各种改型措施，同时模拟试验又不断揭示各种气动现象。汽车空气动力学设计与飞机设计步骤不同。汽车不仅要考虑空气动力学，同时还要考虑造型风格、操纵稳定性、安全性、舒适性以及生产工艺的合理性。8、前端形状、风窗玻璃与发动机罩形状、顶盖外形、车身侧面外形、后窗周围形状、车身底部外形都会对空气动力特性产生影响。前端形状对空气动力特性的影响：从理论上讲，车的前端