第三章汽車空氣動力學

1、第三章第三章 汽車空氣動力學汽車空氣動力學 3.1 概述概述 3.2 氣動阻力氣動阻力 3.3 升力和俯仰力矩升力和俯仰力矩 3.4 側(cè)向力和橫擺力矩側(cè)向力和橫擺力矩 3.5 側(cè)傾力矩側(cè)傾力矩 3.6 側(cè)風作用下的氣動阻力系數(shù)側(cè)風作用下的氣動阻力系數(shù) 3.7 汽車空氣動力學試驗汽車空氣動力學試驗第一節(jié)第一節(jié) 概述概述定義：定義：汽車在路面上行駛，除受到路面作用力外，還汽車在路面上行駛，除受到路面作用力外，還受到周圍氣流對它作用的各種力和力矩。研究這些力受到周圍氣流對它作用的各種力和力矩。研究這些力的特性及其對汽車性能所產(chǎn)生的影響的學科稱為汽車的特性及其對汽車性能所產(chǎn)生的影響的學科稱為汽車空氣動

2、力學?？諝鈩恿W。 汽車行駛中受到的氣動力有迎面阻力、升力、汽車行駛中受到的氣動力有迎面阻力、升力、側(cè)向力及這些力形成的俯仰力矩、側(cè)傾力矩和橫擺力側(cè)向力及這些力形成的俯仰力矩、側(cè)傾力矩和橫擺力矩，他們的大小，大致都與空氣對汽車的相對速度的矩，他們的大小，大致都與空氣對汽車的相對速度的平方成正比，因此隨著汽車行駛速度的日益提高，其平方成正比，因此隨著汽車行駛速度的日益提高，其作用對汽車性能的影響也會愈來愈顯著。作用對汽車性能的影響也會愈來愈顯著?；刂髂夸浕刂髂夸洑鈩恿至εc坐標系：氣動六分力與坐標系： 汽車在行使時，受到氣流的氣動力作用，該作汽車在行使時，受到氣流的氣動力作用，該作用力在汽車上的

3、作用點，我們通常稱為風壓中心，記用力在汽車上的作用點，我們通常稱為風壓中心，記作作C.P，由于汽車外型的對稱性，風壓中心在汽車的，由于汽車外型的對稱性，風壓中心在汽車的對稱平面內(nèi)，但它不一定與重心（對稱平面內(nèi)，但它不一定與重心（CG）重合。）重合。 為了研究方便，建立一套坐標系，通常把汽車空為了研究方便，建立一套坐標系，通常把汽車空氣動力坐標系原點設(shè)在車輛縱向?qū)ΨQ面與地面的交線氣動力坐標系原點設(shè)在車輛縱向?qū)ΨQ面與地面的交線上，前后軸中點處。規(guī)定各軸的正值方向如圖上，前后軸中點處。規(guī)定各軸的正值方向如圖3-13-1示：示：回主目錄回主目錄 所有的空氣力向上述坐標原點化簡，產(chǎn)生三個分力和三個繞所有

4、的空氣力向上述坐標原點化簡，產(chǎn)生三個分力和三個繞坐標軸的力矩。各種氣動力的數(shù)值都與動壓力和迎風的汽車坐標軸的力矩。各種氣動力的數(shù)值都與動壓力和迎風的汽車正投影面積成正比，其比例系數(shù)稱為氣動力系數(shù)。正投影面積成正比，其比例系數(shù)稱為氣動力系數(shù)。 表表3-13-1列出了國內(nèi)外對六分力名稱和系數(shù)公式的對照表列出了國內(nèi)外對六分力名稱和系數(shù)公式的對照表回主目錄回主目錄 名名 稱稱代代 號號美、日規(guī)定美、日規(guī)定德國規(guī)定德國規(guī)定系數(shù)公式系數(shù)公式氣動阻力氣動阻力DragDrag 側(cè)向力側(cè)向力Side forceSide force 升力升力LiftLift 側(cè)傾力矩側(cè)傾力矩Rolling Rolling mom

5、entmoment 俯仰力矩俯仰力矩Pitching Pitching momentmoment 橫擺力矩橫擺力矩Yawing Yawing momentmoment 表表3-13-1xxCFyyCFzzCFDCDDCDsCSyCDLCLLCLMxxCMRMRCMMyyCMPMPCMMzzCMyMyCMRCRMCMNCN22AFCrXx22AFCrYy22AFCrZz22ALMCrXMx22ALMCrYMy22ALMCrZMz回主目錄回主目錄第二節(jié)第二節(jié) 氣動阻力氣動阻力 空氣作用于車身的向后的縱向分力稱為氣動空氣作用于車身的向后的縱向分力稱為氣動阻力，這種阻力與車速平方成正比。為了克服氣阻力

6、，這種阻力與車速平方成正比。為了克服氣動阻力所消耗的功率和燃料是隨車速的三次方急動阻力所消耗的功率和燃料是隨車速的三次方急劇增加的，當車速超過劇增加的，當車速超過100km/h時，發(fā)動機功率時，發(fā)動機功率有有80%用來克服氣動阻力，要消耗很多燃料。在用來克服氣動阻力，要消耗很多燃料。在高速行駛時，如能減少高速行駛時，如能減少10%的氣動阻力，就可使的氣動阻力，就可使燃料經(jīng)濟性提高百分之幾十。當前汽車設(shè)計師十燃料經(jīng)濟性提高百分之幾十。當前汽車設(shè)計師十分重視降低氣動阻力系數(shù)分重視降低氣動阻力系數(shù)Cx，因為它對汽車動力，因為它對汽車動力性、經(jīng)濟性和輕量化有很多好處。性、經(jīng)濟性和輕量化有很多好處。回主

7、目錄回主目錄氣動阻力由五部分組成：氣動阻力由五部分組成：形狀阻力，占總阻力形狀阻力，占總阻力58%；誘導阻力，占總阻力誘導阻力，占總阻力7%； 摩擦阻力，占總阻力摩擦阻力，占總阻力9%；干擾阻力，占總阻力干擾阻力，占總阻力14%；內(nèi)循環(huán)阻力，占總阻力內(nèi)循環(huán)阻力，占總阻力12%。 這幾部分阻力的大致比例這幾部分阻力的大致比例如圖如圖3-2所示。所示。1. 圖圖3-2 回主目錄回主目錄3.2.1 3.2.1 形狀阻力形狀阻力 當汽車行使時，氣流流經(jīng)汽車表面過程中，在當汽車行使時，氣流流經(jīng)汽車表面過程中，在汽車表面局部氣流速度急劇變化部位會產(chǎn)生渦流，如汽車表面局部氣流速度急劇變化部位會產(chǎn)生渦流，如圖

8、圖3-33-3中在車身后部有明顯的渦流區(qū)，在渦流區(qū)產(chǎn)生中在車身后部有明顯的渦流區(qū)，在渦流區(qū)產(chǎn)生負壓，而汽車正面是正壓，所以渦流引起的阻力是壓負壓，而汽車正面是正壓，所以渦流引起的阻力是壓差阻力，又因為這都和車身形狀有關(guān)，也稱為形狀阻差阻力，又因為這都和車身形狀有關(guān)，也稱為形狀阻力，它占整個阻力的力，它占整個阻力的 。0058回主目錄回主目錄圖圖3-3 3-3 汽車表面氣流圖汽車表面氣流圖回主目錄回主目錄3.2.2 誘導阻力誘導阻力 誘導阻力是由于氣流經(jīng)誘導阻力是由于氣流經(jīng)車身上下部時，由于空氣質(zhì)車身上下部時，由于空氣質(zhì)點流經(jīng)上下表面的路程不同，點流經(jīng)上下表面的路程不同，流速不同從而產(chǎn)生壓差，即

9、流速不同從而產(chǎn)生壓差，即升力，升力在水平方向上的升力，升力在水平方向上的分力稱為誘導阻力，如圖分力稱為誘導阻力，如圖3-43-4所示。所示。圖圖3-4 汽車的誘導阻力汽車的誘導阻力回主目錄回主目錄誘導阻力系數(shù)誘導阻力系數(shù) 升力系數(shù)升力系數(shù) 間有如下近似關(guān)系：間有如下近似關(guān)系： （3-13-1） 式中，式中，b為汽車寬度，為汽車寬度，m m ； 為空氣密度，為空氣密度， A為汽車正投影面積，為汽車正投影面積， 。 誘導阻力占總空氣阻力的誘導阻力占總空氣阻力的 。xiCyC3mkg0072mAbAVFCCCrxixiyxi22221回主目錄回主目錄3.2.3 摩擦阻力摩擦阻力 汽車空氣阻力中的摩擦

10、阻力是由于空氣汽車空氣阻力中的摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面上產(chǎn)生的切向力造成的。的粘性在車身表面上產(chǎn)生的切向力造成的。空氣與其它流體一樣都具有粘性，當氣流流空氣與其它流體一樣都具有粘性，當氣流流過平板時，由于粘性作用，空氣微團與平板過平板時，由于粘性作用，空氣微團與平板表面之間發(fā)生摩擦，這種摩擦阻礙了氣體的表面之間發(fā)生摩擦，這種摩擦阻礙了氣體的流動，形成一種阻力稱為摩擦阻力，約占總流動，形成一種阻力稱為摩擦阻力，約占總空氣阻力的空氣阻力的 。回主目錄回主目錄009 汽車空氣阻力中的摩擦阻力是由于空氣汽車空氣阻力中的摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面上產(chǎn)生的切向力造成的。的粘性在車身表面上

11、產(chǎn)生的切向力造成的。空氣與其它流體一樣都具有粘性，當氣流流空氣與其它流體一樣都具有粘性，當氣流流過平板時，由于粘性作用，空氣微團與平板過平板時，由于粘性作用，空氣微團與平板表面之間發(fā)生摩擦，這種摩擦阻礙了氣體的表面之間發(fā)生摩擦，這種摩擦阻礙了氣體的流動，形成一種阻力稱為摩擦阻力，約占總流動，形成一種阻力稱為摩擦阻力，約占總空氣阻力的空氣阻力的 。3.2.4 3.2.4 干擾阻力干擾阻力 它是車身外面的凸起物如后視鏡、流水槽、導流它是車身外面的凸起物如后視鏡、流水槽、導流板、擋泥板、天線、門把手、底盤下面凸出零部件所板、擋泥板、天線、門把手、底盤下面凸出零部件所造成的阻力，占總阻力的造成的阻力，

12、占總阻力的14%。 3.2.5 3.2.5 內(nèi)循環(huán)阻力內(nèi)循環(huán)阻力 它是指為了發(fā)動機冷卻和乘坐艙內(nèi)換氣而引起空它是指為了發(fā)動機冷卻和乘坐艙內(nèi)換氣而引起空氣氣流通過車身的內(nèi)部構(gòu)造所產(chǎn)生的阻力，它占總阻氣氣流通過車身的內(nèi)部構(gòu)造所產(chǎn)生的阻力，它占總阻力力12%?；刂髂夸浕刂髂夸?.2.5 小結(jié)小結(jié) 減少氣動阻力系數(shù)減少氣動阻力系數(shù) 在車身造型設(shè)計中主要在車身造型設(shè)計中主要采取下列措施采取下列措施 ： 1、 光順車身表面的曲線形狀，消除或延遲空氣附面光順車身表面的曲線形狀，消除或延遲空氣附面層剝離和渦流的產(chǎn)生；層剝離和渦流的產(chǎn)生； 2、 調(diào)整迎面和背面的傾斜角度，使車頭、前窗、后調(diào)整迎面和背面的傾斜角度

13、，使車頭、前窗、后窗等造型的傾斜角度有效地減少阻力的產(chǎn)生；窗等造型的傾斜角度有效地減少阻力的產(chǎn)生； 3、 減少凸起物，形成平滑表面；減少凸起物，形成平滑表面； 4、 設(shè)計空氣動力附件，整理和引導氣流流向。設(shè)計空氣動力附件，整理和引導氣流流向。 xDCC回主目錄回主目錄第三節(jié)第三節(jié) 升力和俯仰力矩升力和俯仰力矩 升力是由于汽車行駛中車身上部和車身底部空氣升力是由于汽車行駛中車身上部和車身底部空氣流速不等形成壓力差而造成的。升力不通過重心時對流速不等形成壓力差而造成的。升力不通過重心時對汽車產(chǎn)生俯仰力矩。汽車產(chǎn)生俯仰力矩。 升力使車輪有抬升的趨勢，減少驅(qū)動輪上的附升力使車輪有抬升的趨勢，減少驅(qū)動輪

14、上的附著力，對轉(zhuǎn)向車輪的影響是升力使側(cè)向最大附著力和著力，對轉(zhuǎn)向車輪的影響是升力使側(cè)向最大附著力和側(cè)偏剛度降低，而使轉(zhuǎn)向性能變壞。側(cè)偏剛度降低，而使轉(zhuǎn)向性能變壞。 現(xiàn)代高速汽車特別是賽車在設(shè)計上都力圖減少現(xiàn)代高速汽車特別是賽車在設(shè)計上都力圖減少升力。升力?；刂髂夸浕刂髂夸浻绊懸蛩兀河绊懸蛩兀?、車身形狀、車身形狀 把車身前后端形心用直線連接，稱此直線為中把車身前后端形心用直線連接，稱此直線為中線，此中線與水平面的夾角稱為迎角。線，此中線與水平面的夾角稱為迎角。 中線前高后低，迎角為正，反之為負。正迎角中線前高后低，迎角為正，反之為負。正迎角越大升力越大。越大升力越大。 如果汽車風壓中心處于中心

15、之前，則升力對中如果汽車風壓中心處于中心之前，則升力對中心造成俯仰力矩，使前輪更加有離地趨勢，所以最新心造成俯仰力矩，使前輪更加有離地趨勢，所以最新設(shè)計的車身形狀采取以下措施：設(shè)計的車身形狀采取以下措施： （1 ） 盡量做到風壓中心與重心重合；盡量做到風壓中心與重心重合； （2 ）采用類似楔型造型。盡量壓低車身前端，使尾采用類似楔型造型。盡量壓低車身前端，使尾部肥厚向上翹以產(chǎn)生負迎角；部肥厚向上翹以產(chǎn)生負迎角； 回主目錄回主目錄 ( 3 ) 車身前部設(shè)阻風板后面設(shè)擾流板使后面翹起，如車身前部設(shè)阻風板后面設(shè)擾流板使后面翹起，如圖圖3-5示示；圖圖 3-52、驅(qū)動形式、驅(qū)動形式 一般前置前驅(qū)汽車其

16、風壓中心與車身中心接近，一般前置前驅(qū)汽車其風壓中心與車身中心接近，后置發(fā)動機汽車的重心往往偏后，因而風壓中心可能后置發(fā)動機汽車的重心往往偏后，因而風壓中心可能在重心前，俯仰力矩大些。在重心前，俯仰力矩大些。回主目錄回主目錄第四節(jié)第四節(jié) 側(cè)向力和橫擺力矩側(cè)向力和橫擺力矩 汽車受側(cè)風時，如風力與中軸成汽車受側(cè)風時，如風力與中軸成 角，則在角，則在 方方向產(chǎn)生分力向產(chǎn)生分力 ，此分力隨，此分力隨 角的增加而直線上升，如角的增加而直線上升，如側(cè)風作用的風壓中心側(cè)風作用的風壓中心(C.P)在重心之前，則汽車將順風在重心之前，則汽車將順風偏轉(zhuǎn)，結(jié)果使偏轉(zhuǎn)，結(jié)果使 增大。側(cè)向力和橫擺力矩增大，導致增大。側(cè)向

17、力和橫擺力矩增大，導致穩(wěn)定性變壞，如側(cè)向力的風壓中心位于中心之后，則穩(wěn)定性變壞，如側(cè)向力的風壓中心位于中心之后，則汽車逆風偏轉(zhuǎn)，使側(cè)向力和橫擺力矩減少利于行駛穩(wěn)汽車逆風偏轉(zhuǎn)，使側(cè)向力和橫擺力矩減少利于行駛穩(wěn)定性；如風壓中心與重心重合，則汽車在側(cè)向力作用定性；如風壓中心與重心重合，則汽車在側(cè)向力作用下側(cè)移，但能保持行駛方向。下側(cè)移，但能保持行駛方向。 減少側(cè)向力的影響有以下措施：減少側(cè)向力的影響有以下措施： ( 1 ) 盡量使風壓中心位于重心之后；盡量使風壓中心位于重心之后； ( 2 ) 盡量壓低車身高度，處理好橫截面的流線形性，盡量壓低車身高度，處理好橫截面的流線形性，增加車寬。增加車寬。yy

18、F回主目錄回主目錄第五節(jié)第五節(jié) 側(cè)傾力矩側(cè)傾力矩 側(cè)傾力矩直接影響到汽車的側(cè)傾角，并影響左側(cè)傾力矩直接影響到汽車的側(cè)傾角，并影響左右車輪負荷重新分配。右車輪負荷重新分配。 側(cè)傾力矩主要由車身側(cè)面形狀決定，減少側(cè)傾力側(cè)傾力矩主要由車身側(cè)面形狀決定，減少側(cè)傾力矩的措施主要是：矩的措施主要是： ( 1 ) 盡量降低車身，增大車寬；盡量降低車身，增大車寬； ( 2 ) 使風壓中心在高度上接近側(cè)傾軸線；使風壓中心在高度上接近側(cè)傾軸線；回主目錄回主目錄第六節(jié)第六節(jié) 側(cè)風作用下的氣動阻力系數(shù)側(cè)風作用下的氣動阻力系數(shù) 在側(cè)風作用下直線行駛的汽車受到由行駛速度產(chǎn)在側(cè)風作用下直線行駛的汽車受到由行駛速度產(chǎn)生的行駛

19、風生的行駛風 (負號表示與行駛速度方向相反負號表示與行駛速度方向相反)和側(cè)和側(cè)風風 的影響，氣流流入合成速度的影響，氣流流入合成速度 就是兩者的矢量就是兩者的矢量和：和： 其合成速度其合成速度 與汽車軸線成與汽車軸線成 角角 ( 圖圖3-6 )。 流入角，單位為流入角，單位為 。 的大小可用下式求出：的大小可用下式求出： 式中式中 風與汽車軸線夾角。風與汽車軸線夾角。rwwrrr2122cos2wwr 回主目錄回主目錄圖圖3-6 回主目錄回主目錄流入角可用下式求出：流入角可用下式求出： 所以：所以：在逆風時：在逆風時： 順風時：順風時：rrw2cos22rrw2arccos22wr0wr180

20、回主目錄回主目錄橫風時：橫風時： 圖圖3-7表示有側(cè)風時行駛速度、風速與合成速度表示有側(cè)風時行駛速度、風速與合成速度及迎角之間的關(guān)系。在有側(cè)風時，氣動阻力系數(shù)成及迎角之間的關(guān)系。在有側(cè)風時，氣動阻力系數(shù)成為為 ，它要比無風時的氣動阻力系數(shù)，它要比無風時的氣動阻力系數(shù) 大，大， 圖圖3-8是在風洞中測出三種車型的是在風洞中測出三種車型的 和迎角和迎角 的關(guān)系，的關(guān)系，前前 時，時， 隨著隨著 的增大的增大 ， 一般要增大。一般要增大。warctgwr212290TCDCTDCC、0DTCC TC回主目錄回主目錄 圖圖3-7 自然側(cè)風風速不同時，合成風速自然側(cè)風風速不同時，合成風速 和和迎角迎角

21、與行駛速度之間的關(guān)系與行駛速度之間的關(guān)系 ( 直線行駛時直線行駛時,自然風自然風垂直于汽車縱軸線垂直于汽車縱軸線 ) res回主目錄回主目錄 圖圖3-8 三種典型車身的切向力系數(shù)與迎角的關(guān)系三種典型車身的切向力系數(shù)與迎角的關(guān)系回主目錄回主目錄第七節(jié)第七節(jié) 汽車空氣動力學試驗汽車空氣動力學試驗 汽車的空氣動力學試驗分室內(nèi)和室外兩種：汽車的空氣動力學試驗分室內(nèi)和室外兩種： 室內(nèi)實驗一般是把汽車或汽車模型置于能模擬汽室內(nèi)實驗一般是把汽車或汽車模型置于能模擬汽車行駛中流場的管狀試驗場中，用巨型風扇造成所需車行駛中流場的管狀試驗場中，用巨型風扇造成所需的汽車氣流的相對速度，測定各種氣動力和氣動力矩的汽車

22、氣流的相對速度，測定各種氣動力和氣動力矩的一種試驗裝置，這種裝置稱為風洞的一種試驗裝置，這種裝置稱為風洞( Wind Tunnel )。 室外實驗是把實車在室外試驗場上進行空氣阻力室外實驗是把實車在室外試驗場上進行空氣阻力系數(shù)的測定和研究橫風對汽車的作用。系數(shù)的測定和研究橫風對汽車的作用?；刂髂夸浕刂髂夸?.7.1 風洞試驗設(shè)施和技術(shù)風洞試驗設(shè)施和技術(shù) 汽車風洞由大功率電動機帶動鼓風機和按一定要汽車風洞由大功率電動機帶動鼓風機和按一定要求設(shè)計的管道構(gòu)成，可分為直流式和回流式兩種：求設(shè)計的管道構(gòu)成，可分為直流式和回流式兩種： 1、直流式風洞又稱為埃菲爾式風洞，其結(jié)構(gòu)是鼓、直流式風洞又稱為埃菲爾式

23、風洞，其結(jié)構(gòu)是鼓風機在試驗階段下游靠吸入空氣形成氣流。圖風機在試驗階段下游靠吸入空氣形成氣流。圖3-9a即即是英國是英國 MIRA 研究中心的一個直流式風洞研究中心的一個直流式風洞,試驗段長試驗段長3.8m，截面，截面2.12 , 高高1m ,最高風速為最高風速為160km/h ，風，風扇功率為扇功率為37.3kW，由于截面小，只作模型試驗，試，由于截面小，只作模型試驗，試驗段一般為長方形截面，其長度應為驗段一般為長方形截面，其長度應為1.5-2倍當量截倍當量截面直徑。面直徑。2m回主目錄回主目錄圖圖3-9 兩個典型的汽車風洞兩個典型的汽車風洞回主目錄回主目錄 2、 回流式風洞又稱哥根廷式風洞

24、，通過試驗段的氣回流式風洞又稱哥根廷式風洞，通過試驗段的氣流經(jīng)過循環(huán)系統(tǒng)再返回流動形成回流，故此得名，其流經(jīng)過循環(huán)系統(tǒng)再返回流動形成回流，故此得名，其優(yōu)點是可節(jié)省驅(qū)動功率，圖優(yōu)點是可節(jié)省驅(qū)動功率，圖3-9a示出德國奔馳公司的示出德國奔馳公司的回流式風洞，其試驗段截面達回流式風洞，其試驗段截面達32.6 ，長，長10m,最高最高風速達風速達270km/h,風扇功率高達風扇功率高達4000kW。 世界上的風洞按其試驗段面積和最高風速可分世界上的風洞按其試驗段面積和最高風速可分為大中小三類：為大中小三類：2mkWsmmAkWsmmAkWsmmA1270018007563383020006005733

25、221056050442065 . 1max2max2max2功率大型風洞功率中型風洞功率小型風洞回主目錄回主目錄風洞的技術(shù)要求：風洞的技術(shù)要求：1、模擬地面效應、模擬地面效應 汽車在真實路面上行駛時，受到與行駛速度相同汽車在真實路面上行駛時，受到與行駛速度相同的風的作用，與此同時，路面以相同速度向后方移動，的風的作用，與此同時，路面以相同速度向后方移動，而在風洞中，汽車或汽車模型不動，風以與汽車行駛而在風洞中，汽車或汽車模型不動，風以與汽車行駛速度相同的風速作用于汽車上，但在地板上形成邊界速度相同的風速作用于汽車上，但在地板上形成邊界層，這種邊界層是由于流體粘性造成的，使測量阻力層，這種邊界

26、層是由于流體粘性造成的，使測量阻力減少，升力值增大。因此規(guī)定：減少，升力值增大。因此規(guī)定：005 . 8汽車模型離地間隙附面層厚度回主目錄回主目錄圖圖3-10 地面效應模擬方法地面效應模擬方法 為了盡可能真實地復現(xiàn)汽車車身底部的速度分布，為了盡可能真實地復現(xiàn)汽車車身底部的速度分布，要求地板的邊界層盡可能薄，常用以下三種方法要求地板的邊界層盡可能薄，常用以下三種方法( 見圖見圖3-10)： 把模型支在距風洞底部一定高度的地板上；把模型支在距風洞底部一定高度的地板上； 把模型支在傳動帶上；把模型支在傳動帶上；1) 在風洞地板上設(shè)孔以吸除在風洞地板上設(shè)孔以吸除(或吹除或吹除)附面層附面層.回主目錄回

27、主目錄2、模擬邊界條件、模擬邊界條件 汽車在路上行駛，四周氣流均勻，風洞中除地板汽車在路上行駛，四周氣流均勻，風洞中除地板上有附面層外，管徑如太小，其附面層也影響氣流特上有附面層外，管徑如太小，其附面層也影響氣流特性，為此設(shè)計的風洞試驗段截面積與模型的正面投影性，為此設(shè)計的風洞試驗段截面積與模型的正面投影面積之比有一定要求：面積之比有一定要求： 模型的正面投影面積要小于模型的正面投影面積要小于 的試驗段面積，的試驗段面積，地板以上面積，模型高度要小于試驗段高度地板以上面積，模型高度要小于試驗段高度 。3、必須符合相似原則、必須符合相似原則 不但幾何尺寸相似，而且雷諾數(shù)也相似不但幾何尺寸相似，而

28、且雷諾數(shù)也相似 。4、要有側(cè)六分力的天平儀、要有側(cè)六分力的天平儀 圖圖3-11為意大利平寧法里那設(shè)計的機械式六分為意大利平寧法里那設(shè)計的機械式六分力天平儀，能同時測出所需六分力和三個力矩。力天平儀，能同時測出所需六分力和三個力矩。0050030回主目錄回主目錄圖圖3-11 機械式六分力天平機械式六分力天平回主目錄回主目錄3.7.2 空氣動力學的室外試驗空氣動力學的室外試驗一般試驗項目有：一般試驗項目有： 測定氣動阻力系數(shù)測定氣動阻力系數(shù) ；1. 氣動阻力系數(shù)是通過滑行法來測定。在氣動阻力系數(shù)是通過滑行法來測定。在平坦路面上，把汽車加速到一定值平坦路面上，把汽車加速到一定值( 60100km/h

29、 )，然后掛空檔，任其滑行，記錄速度下降和時間的關(guān)然后掛空檔，任其滑行，記錄速度下降和時間的關(guān)系，并由此求得各速度間的平均減速度，由此可計系，并由此求得各速度間的平均減速度，由此可計算出對應的總阻力，它包括輪胎滾動阻力、傳動系算出對應的總阻力，它包括輪胎滾動阻力、傳動系阻力和空氣阻力。從總阻力中間去輪胎滾動阻力和阻力和空氣阻力。從總阻力中間去輪胎滾動阻力和傳動系阻力，即得空氣阻力，進而求出空氣氣動阻傳動系阻力，即得空氣阻力，進而求出空氣氣動阻力系數(shù)力系數(shù) 。DxCCDxCC回主目錄回主目錄 側(cè)風穩(wěn)定性試驗要采用側(cè)風發(fā)生器模擬自然側(cè)風，圖側(cè)風穩(wěn)定性試驗要采用側(cè)風發(fā)生器模擬自然側(cè)風，圖3-12默謝臺斯奔馳公司試驗場上所進行的側(cè)風穩(wěn)定性示意默謝臺斯奔馳公司試驗場上所進行