空气动力学二演示教学.ppt

142在造型上改善空气动力性能的措施 一、总的原则 1降低高静压区的气压，升高低静压区的气压以减小形状阻力2延缓分离现象的出现，减小尾流区3负迎角的造型，减少底部进气量，疏导底部气流以减少升力4使风压中心CP位于质心CG之后，以提高侧风稳定性2 从50年代到70年代初，轿车的CD维持在0.4至0.6之间70年代能源危机后，各国都致力于降低CD ，现在的轿车CD一般在0.28至0.4之间 为了减少CD ，现代轿车的外形一般用园滑流畅的曲线去消隐车身上的转折线前围与侧围、前围、侧围与发动机罩，后围与侧围等地方均采用园滑过渡，发动机罩向前下倾，车尾后箱盖短而高翘，后冀子板向后收缩，挡风玻璃采用大曲面玻璃，且与车顶园滑过渡，前风窗与水平面的夹角一般在25度33度之间，侧窗与车身相平，前后灯具、门手把嵌入车体内，车身表面尽量光洁平滑，车底用平整的盖板盖住，降低整车高度等等 3轿车外部空间流谱5车头造型对前部气动升力的影响车尾造型对后部气动升力的影响6轿车前部各细节表面流谱71、保险杠的形状和位置1）形状 a断面形状以凸形较好，矩形较差据富士重工对Sabaru轿车的试验数据表明凸形断面比矩形断面CD下降4%，CL下降6%。

b俯视外形应消除两边的棱角，修饰端头形状以求与车身形状相匹配，并尽量消除其与车身的间隙 2）位置 应尽量前伸保险杠前端靠近车身时迎面气流急剧转折，易产生涡流区，而向前凸伸，能使气流平顺地流向发动机罩 据Sabaru轿车的对比试验数据表明，保险杠向前凸伸可使CD下降5%，CL下降8%82、车头部外形的优化92、车头部外形的优化1）散热器面罩及前照灯处应低矮、后倾、圆化包括侧视图和俯视图两个方向的圆化，在侧视图上该处与发动机罩的转折交接处要圆滑过渡，在俯视图上看两边向后以较大的曲率收敛）同时，发动机罩前端低矮这两处有机地结合起来能有效的减小高压区的压力，抑制涡流的产生，使气流平滑地从上部和两侧流过，对于降低CD和CL都有好处101961年BMW 15001968年 BMW 2500111975年BMW 3系列121989年 BMW 850i具有明显的楔型造型特点1314奥迪A6车头部俯视15Porsche Carrera GT16Benz CLKBenz S43017凌志LS430182）车头下部设置阻流板其主要作用是减少进入底部的气流量，还能使底部气流顺利地流向尾部或侧面，升高其流速，这样可使升力系数CL下降。

虽然阻流板本身会增加一些阻力，但若设置得当，能使总的CD下降，其下降值大大超过其本身所增加的值关键是阻流板的长度、位置、倾角是因车身的造型而异，须经风洞试验来优选19LamborghiniCala20Jaguar XJ2000的前阻流板象两颗虎牙21BMW M522WINGS WEST - CIVICs（FORD）23 Mercedes SL 500 2425262728在比赛场上装上前扰流板293）冷却空气入口的优化 冷却空气入口的位置、形状、面积要选择恰当，还应将车身前端各处缝隙封闭起来，使迎面气流集中地从散热器罩的开口处流如发动机舱并且在散热器罩与水箱之间设置专门的通道，控制进气的流向，确保散热器取得恰好所须的空气量这样既能提高冷却效率又能减少前部的涡流 301、加大前、后风窗倾角12在保证驾驶操作、视野、乘坐安全的前提下，加大前风窗倾角有利于减小空气阻力一般1取5565后风窗倾角2对于舱背式车身来说，一般为4565，但在60附近CD有个峰值，故应避免取60左右2、增大风窗玻璃法向曲率能使再附着点R下移3、前、后柱的圆滑化4、玻璃表面与周围平滑化风窗玻璃表面与顶盖、左右前柱之间的阶差要尽可能地小，以利于气流平顺地流过。

6、最大横截面尽量往后7、侧面平齐光滑5、俯视车身中部在轴距间鼓腰车身中部最宽，逐渐向前部收敛并在转角处圆滑过渡，后翼子板也向尾部收敛并圆滑转角，俯视总体呈现腰鼓形拱起的量用凸起部的弦高ah与轴距L之比来表示二）中部31发动机罩与前风窗斜度对CD的影响32Honda Accord33发动机罩与前风窗凹处的涡系34Sciber-Rylski的油膜法试验，表明加大角能使发动机罩上的分离点S后移，即气流延迟分离；又能使风窗玻璃上的再附着点R下移，即分离后又提前再附着从而缩小了涡流区35车身侧面下部表面由翼子板和车门外板组成，一般除了轮孔以外基本上是平齐光顺的侧面上部由支柱和车门窗组成各表面间存在着阶差，如果A柱上还有突伸的流水槽，则由此产生的涡流区域很大应尽量减小此阶差36侧壁外鼓尺寸对CD的影响顶盖上鼓尺寸对CD的影响37（三）后部 采用防止附面层气流过早分离的缓慢收缩尾部38后风窗斜度对CD的影响方背式快背式39注释： 关于快背式临界后窗倾角，早期试验表明在30附近CD出现峰值，如VW、GM都得到了同样的结论但近年来的一些研究表明，以上说法并非普遍现象， CD只有在0或90时是增大的 措施： 对快背式造型，采用带尾锥度的几何造型可避免临界角的出现。

40最佳车尾高度41实例: VW-Passat车后风窗斜度后后行李箱盖的高度对CD的影响42后体横向收缩对CD的影响（四）侧围侧围后部做成向内收缩型43车身底部高度对CD的影响车身底部纵倾角对CD的影响（五）底部使底部尽量平整光滑1 对要求高的采用整流板将底部凸出物掩盖起来2 在满足使用性前提下，尽量减小地隙44车身底板纵曲率对CD的影响45a) 后扰流器起作用b) 后扰流器不起作用46后扰流器的形状和位置对CD的影响47后扰流器对表面压强的影响48汽车最优化设计过程49轿车空气动力学造型示例50年火鸟型从侧面看，它非常像是一架小型飞机，机头、机翼、驾驶舱（双座）都是克隆自飞机造型 51 年通用混合动力车 52年通用 。