汽车空气动力学教学课件汇总完整版电子教案.pptx

汽车空气动力学;第１ 章　 绪论;１. １　汽车空气动力学的作用;１. ２　汽车空气动力学的发展;２. 基本型阶段 ;１. ２. ２　流线型阶段 ;２. 短尾流线型阶段 1933年美国人雷（W.E.Lay）在密歇根大学进行可更换的各种头部和尾部组成的积木式汽车模型风洞试验,他使用了可更换的各种头部和尾部组成的积木模型。;１. ２. ３　最优化时期 １. 细部最优化阶段 1974年德国胡乔（W.H.Hucho）等人提出了著名的细部优化（Detail Optimization）的设计方法：在充分保证造型风格、内部布置、安全性、舒适性和批量生产性等方面的实际汽车工程需要的前提设计出汽车外形，尔后进行空气动力修正。; 然而大量实验表明，对CD0.45的汽车，该方法可取的明显效果，如果要进一步使产品车的CD值降为0.40以下，则必须做相当大的努力，甚至必须寻找更高级的技术。另外需要对每一个局部进行多次修改。;２. 整体最优化阶段;１. ２. ４　小结;１. ３　汽车空气动力学的研究范围;１. ３. ２　汽车空气动力学的研究内容 １. 汽车空气动力及其对汽车性能的研究;２. 汽车的流场与表面压强研究;３. 发动机和制动器的冷却特性;４. 采暖、通风和空调研究;５. 汽车空气动力学专题研究;１. ４　汽车空气动力学的发展趋势;２. 强调车身整体曲面光顺平滑 ３. 以低阻形体开发的整体气动造型与低车身高度;4．空气动力学附加装置与整体造型协调融合 ;５. 车身表面无附件化;６. 充分利用后出风口隔栅及发动机排放改善后尾流状况;１. ４. ２　汽车空气动力学在研究方法方面的发展趋势 １. 数值模拟方面;2.实验研究方面 ;3.理论研究方面 ;练　习　题 １. 简要回答汽车空气动力学的定义及重要性。 ２. 汽车空气动力学的发展主要包括哪几个时期? ３. 最优化时期两个优化阶段的定义是什么? ４. 汽车空气动力学的研究内容包括哪几个方面? ５. 谈谈汽车空气动力学在造型方面的发展趋势。 ６. 目前汽车空气动力学的研究方法有哪几种以及其发展趋势是什么?;第２ 章　流体力学基础;２. １　流体的性质;2.压强 3.温度 ;4.完全气体的状态方程;２. １. ２　流体的压缩性和膨胀性;２. １. ３　流体的黏性;第3章 汽车空气动力学概述;3.1气动力和力矩; 气动力对燃油消耗量的影响，是与汽车的种类、行驶道路的工况和使用情况等密切相关，因为各种汽车气动阻力的大小是各不相同的。; 摩擦阻力是由于空气的黏性作用在车身表面上产生切向力而造成的，约占汽车总气动阻力的6%～11%。;第４ 章　轿车气动特性研究; 车头边角主要指车头上缘边角和横向两侧边角。对于非流线型的车头，存在一定程度的尖锐边角，气流流过尖角以后就会分离，产生涡流区。车头横向边角的倒圆有利于减小车头的气动阻力。气流流过车头横向的尖锐边角以后，形成涡流，产生很大的湍流动能，适度倒圆可以减小气流的分离，减小分离区，降低湍流动能，进而导致气动阻力的降低。; 第一种[图4-5a)]使气流两侧的转折过于激烈，在侧缘处产生较大的气流分离区，气动性能恶化，第二种[图4-5b)]形状可以使气流比较平顺地转折，避免了气流分离，可以使气动性能得到很大的改善，第三种[图4-5c)]形状从空气动力学的角度来看，是最佳形状，大幅度的减小了气流向侧面转折时的阻碍作用，气动性能最好，但这种形状在美学和机械性能上不符合设计要求，在实际中很少应用，最常见的是第二种形式。; 大多数轿车的顶部都趋近于平面，也有呈上鼓形状的。适当的上鼓可以使驾驶室内有较为宽敞的空间，改善乘坐的舒适性，并使气流顺畅地流过车顶，减小气流在顶盖前缘和后缘分离的可能性，从而改善气动特性，减小气动阻力。但顶盖的上鼓会增加汽车的正投影面积，又会使气动阻力增大，所以，对气动阻力系数而言，存在一个最佳的顶盖上挠系数，如图4-11所示。; 车身侧面应尽可能保持平滑，使气流能够平顺地流过车身的侧面，侧窗框高出侧窗玻璃的程度越小，阻力就越低。这是因为没有凸起物的阻碍，气流能更顺畅地流动。; 轿车的前柱不会简单的设计成直角型，而是设计成有圆滑过渡的外形。图4-14为5种前柱造型对气动阻力系数的影响，1方案为原型，导致了较大的气流分离，5方案减阻效果最佳。; 汽车行驶时，由于空气的黏性作用，在汽车下底面将产生边界层，随着气流向车身后部移动，边界层的厚度也不断增加。如果离地间隙过小，边界层有可能延伸至地面，使汽车下底面与地面之间的空气有可能被带动随着汽车一起向前运动，空气与地面之间产生相对速度，进而在地面形成了次生边界层。两个边界层交错在一起，会缩小底部气流的