1、會計學1汽車汽車(qch)空氣動力學重慶大學汽車空氣動力學重慶大學汽車(qch)系系第一頁，共70頁。汽車(qch)空氣動力學第1頁/共70頁第二頁，共70頁。對動力性的影響影響高速時的加速性能;影響最高車速。對燃油經濟性的影響對于CdA=0.8m2的轎車， v=65km/h時，55%的能量克服空氣阻力； v=90km/h時，70%的能量克服空氣阻力；轎車空氣動力性的差異可使空氣阻力相差別(chbi)30%，燃油消耗相差達12%以上。對安全性的影響高速時的加速性能影響行車的安全；空氣升力影響汽車操縱穩定性和制動性；空氣動力穩定性影響汽車的操縱穩定性。對汽車外觀的影響 汽車的空氣動力特性主要取決

2、于汽車外形；空氣動力學影響著人們的審美觀。前 言第2頁/共70頁第三頁，共70頁。前 言第3頁/共70頁第四頁，共70頁。= =n連續性方程是質量守恒定律在流體力學中n的表現形式。n汽車周圍的空氣(kngq)壓力變化不大，可近似認n為空氣(kngq)密度不變。汽車(qch)空氣動力學第4頁/共70頁第五頁，共70頁。1.空氣(kngq)動力學基礎知識節第5頁/共70頁第六頁，共70頁。吹紙條:熱水淋浴器:球浮氣流：發動機化油器喉管同向行舟:1.空氣(kngq)動力學基礎知識節第6頁/共70頁第七頁，共70頁。第一章 空氣(kngq)動力學基礎知識 在無粘性氣流中，所受合力為零。 在粘性氣流中，

3、所受合力不為零。第7頁/共70頁第八頁，共70頁。1.空氣(kngq)動力學基礎知識節第8頁/共70頁第九頁，共70頁。1.空氣(kngq)動力學基礎知識節第9頁/共70頁第十頁，共70頁。ePYeY=01.空氣(kngq)動力學基礎知識節第10頁/共70頁第十一頁，共70頁。壓差阻力(pressure drag ) 在物體背流面，流束的擴展(kuzhn)受到尾流區的限制，使流束截面較比迎流面小，其壓力較迎流面低。而尾流區的壓力與相鄰流體壓力接近。這就使物體在主氣流方向上受到一個稱為“壓差阻力”的作用。影響氣流分離的因素壓力梯度 只有在逆壓梯度條件下才會產生分離。 逆壓梯度越大，越易分離。流態

4、 紊流可使主氣流中的能量更多地傳遞到附面層，比層流更不易分離。1.空氣(kngq)動力學基礎知識節第11頁/共70頁第十二頁，共70頁。1.空氣(kngq)動力學基礎知識節第12頁/共70頁第十三頁，共70頁。CP =PPV 2/2CP = 1 ( )2V V 。處，是駐點。表示方法矢量(shling)法坐標法1.空氣動力學基礎知識節第13頁/共70頁第十四頁，共70頁。汽車(qch)空氣動力學AVCLL22AVCSY22AVCDd22第14頁/共70頁第十五頁，共70頁。2. 汽車空氣(kngq)動力與空氣(kngq)動力矩AlVCMMYY22AlVCMMXX22AlVCMMZZ22AVZC

5、XCDZLXMCdCLCCY2)(2MYCdCLlCZCXC第15頁/共70頁第十六頁，共70頁。汽車(qch)空氣動力學Cd總值：0.45A形狀(xngzhun)阻力(Cd=0.262)；B干擾阻力(Cd=0.064)；C形狀(xngzhun)阻力(Cd=0.053)；D形狀(xngzhun)阻力(Cd=0.031)；E形狀(xngzhun)阻力(Cd=0.040)。第16頁/共70頁第十七頁，共70頁。3.空氣阻力3.2 形狀(xngzhun)阻力第17頁/共70頁第十八頁，共70頁。幾種典型(dinxng)的車身后背型式直背式(Fast back)：后背傾角20；艙背式(Hatch ba

6、ck)：后背傾角2050；方背式(Square back)：后背傾角50；折背式(Notch back)。3.空氣阻力第18頁/共70頁第十九頁，共70頁。后背傾角與空氣阻力分離點在后端時，后背傾角增大，尾流區減小；分離點在后背上時，后背傾角增大，尾流區增大。有一空氣阻力最小的最佳(zu ji)后背傾角。后背長度越大，空氣阻力越小。3.空氣阻力第19頁/共70頁第二十頁，共70頁。車身(ch shn)后背形狀與空氣阻力截尾式兩廂式與三廂式行李箱高度3.空氣阻力第20頁/共70頁第二十一頁，共70頁。3.空氣阻力第21頁/共70頁第二十二頁，共70頁。力先減小，再增大，分離點前移至后背頂端時，不

7、再增大。3.空氣阻力第22頁/共70頁第二十三頁，共70頁。3.空氣阻力第23頁/共70頁第二十四頁，共70頁。3.空氣阻力第24頁/共70頁第二十五頁，共70頁。3.空氣阻力第25頁/共70頁第二十六頁，共70頁。門、蓋罩等的四周縫隙是主要的車身表面凹槽。凹槽的方向(fngxing)有垂直于和平等于氣流方向(fngxing)兩種典型狀況。3.空氣阻力第26頁/共70頁第二十七頁，共70頁。車輪旋轉旋轉車輪在氣流中路面上的旋轉車輪在氣流中馬格納斯效應(Magnus effect)：在流體中運動的旋轉圓柱受到力作用而影響它的行進路線的一種現象。路面(lmin)上滾動的車輪受到一升力作用。車輪旋轉

8、使車輪上的分離線前移，因此有一較大的空氣阻力。3.空氣阻力第27頁/共70頁第二十八頁，共70頁。3.空氣阻力第28頁/共70頁第二十九頁，共70頁。u內部氣流u發動機冷卻(lngqu)氣流：流量大。是減小內部阻力的主要研究對象。u通風氣流：流量約為冷卻(lngqu)氣流的1/10左右。u制動器冷卻(lngqu)氣流u理想的發動機空氣冷卻系統氣流通道為密封的直管道；散熱器面積大，進入的氣流速度低；全部氣流都流經散熱器；通道面積變化緩和，無渦流產生；流經散熱器的氣流為紊流；可根據散熱要求調節氣流流量。3.空氣阻力第29頁/共70頁第三十頁，共70頁。汽車(qch)空氣動力學第30頁/共70頁第三

9、十一頁，共70頁。4. 空氣(kngq)升力第31頁/共70頁第三十二頁，共70頁。天鵝號地效飛行器信天翁4型地效飛行器蘇聯KM地效飛行器4. 空氣(kngq)升力第32頁/共70頁第三十三頁，共70頁。4. 空氣(kngq)升力第33頁/共70頁第三十四頁，共70頁。u底部氣流的側向流動u減小了底部壓力；u加強了側面(cmin)渦流，從而增強了下洗作用。4. 空氣(kngq)升力第34頁/共70頁第三十五頁，共70頁。n行李廂上的分離區對空氣升力的影響4. 空氣(kngq)升力第35頁/共70頁第三十六頁，共70頁。nn角的增加而增大。汽車(qch)空氣動力學側偏角第36頁/共70頁第三十七

10、頁，共70頁。5.側向(c xin)氣流和空氣動力穩定性氣壓中心越靠后，汽車空氣動力穩定性越好。氣壓中心在質心之前：氣壓中心在質心之后：第37頁/共70頁第三十八頁，共70頁。形心形心5.側向(c xin)氣流和空氣動力穩定性第38頁/共70頁第三十九頁，共70頁。汽車(qch)空氣動力學第39頁/共70頁第四十頁，共70頁。u阻風板示例(shl)6.汽車空氣(kngq)動力學裝置第40頁/共70頁第四十一頁，共70頁。n導向，可推遲分離，清潔(qngji)后窗。n后擾流器的優化n在流速較高的氣流中，后擾流器作用較明顯。n不同的汽車，后擾流器的形狀、位置、尺寸均有最佳值。6.汽車(qch)空氣

11、動力學裝置第41頁/共70頁第四十二頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第42頁/共70頁第四十三頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第43頁/共70頁第四十四頁，共70頁。6.汽車空氣(kngq)動力學裝置第44頁/共70頁第四十五頁，共70頁。6.汽車空氣(kngq)動力學裝置第45頁/共70頁第四十六頁，共70頁。6.汽車空氣(kngq)動力學裝置第46頁/共70頁第四十七頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第47頁/共70頁第四十八頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第48頁/共70頁第四十九頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第49頁

12、/共70頁第五十頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第50頁/共70頁第五十一頁，共70頁。6.汽車空氣(kngq)動力學裝置第51頁/共70頁第五十二頁，共70頁。前輪前導板后輪前導板后輪后導板前輪前導板后輪前導板后輪后導板6.汽車(qch)空氣動力學裝置第52頁/共70頁第五十三頁，共70頁。222km/h ，向心加速度1.94g；n負升力為車重的106%，最大車速270km/h ，向心加速度2.88g。6.汽車空氣(kngq)動力學裝置第53頁/共70頁第五十四頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第54頁/共70頁第五十五頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置

13、第55頁/共70頁第五十六頁，共70頁。6.汽車(qch)空氣動力學裝置第56頁/共70頁第五十七頁，共70頁。n空氣升力小；n側視輪廓圖前小后大，氣壓中心偏后，空氣動力穩定性好。汽車(qch)空氣動力學第57頁/共70頁第五十八頁，共70頁。跨音速、超音速、高超音速)。汽車(qch)空氣動力學第58頁/共70頁第五十九頁，共70頁。試裝置安放區。有開式試驗段和閉式試驗段兩種類型。n擴散(kusn)段n是一截面積逐漸擴大的通道。其作用是使氣流減速，以減小流動的能耗。n風扇及整流裝置n風扇使空氣流動。整流裝置將旋轉氣流導直。n對于回流式風洞，還有冷卻裝置、換氣裝置、拐角導直片等。6.汽車(qch)風洞試驗第59頁/共70頁第六十頁，共70頁。6.汽車(qch)風洞試驗第60頁/共70頁第六十一頁，共70頁。6.汽車(qch)風洞試驗第61頁/共70頁第六十二頁，共70頁。 油膜法 升華法6.汽車(qch)風洞試驗第62頁/共70頁第六十三頁，共70頁。飄帶法層流附面層，飄帶順氣流(qli)方向幾乎不動；附面層轉捩為紊流時，飄帶明顯抖動；在氣流(qli)分離區，飄帶劇烈抖動并明顯回卷。6.汽車(qch)風洞試驗第63頁/共70頁第六十四頁，共70頁。6.汽車(qch)風洞試驗第64頁/共70頁