汽車空氣動(dòng)力學(xué)緒論

汽車空氣動(dòng)力學(xué)緒論第1頁(yè)/共60頁(yè)

新華網(wǎng)烏魯木齊2007年２月２８日電（記者趙春暉）２８日凌晨１時(shí)５５分左右，從烏魯木齊駛往阿克蘇的５８０６次列車遭遇特大沙塵暴，１１節(jié)車廂被狂風(fēng)推翻。一位救援人員告訴記者，目前已發(fā)現(xiàn)４人死亡，受傷人員至少上百人

16-4月-232第2頁(yè)/共60頁(yè)16-4月-233第3頁(yè)/共60頁(yè)16-4月-234第4頁(yè)/共60頁(yè)16-4月-23美國(guó)塔科馬（Tacoma）懸索橋大橋被風(fēng)吹垮發(fā)生于美國(guó)太平洋時(shí)間1940年11月7日上午11時(shí)。

11月7日上午10點(diǎn)，風(fēng)速增加到每小時(shí)64公里，大橋開(kāi)始歪扭、翻騰，橋基被拖得歪來(lái)歪去，左右擺動(dòng)達(dá)45度，最后，隨著震耳欲聾的巨響，一頭栽進(jìn)了海峽。

原因：氣流的卡門渦街5第5頁(yè)/共60頁(yè)什么是空氣動(dòng)力學(xué)？空氣動(dòng)力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支；主要研究物體在同氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下的受力特性、氣體流動(dòng)規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化；是在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，隨著航空工業(yè)和噴氣推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展而成長(zhǎng)起來(lái)的一個(gè)學(xué)科16-4月-236第6頁(yè)/共60頁(yè)空氣動(dòng)力學(xué)——航空航天16-4月-237第7頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)大眾“1升”小車：百公里油耗0.83L16-4月-238第8頁(yè)/共60頁(yè)列車空氣動(dòng)力學(xué)16-4月-239第9頁(yè)/共60頁(yè)建筑空氣動(dòng)力學(xué)16-4月-2310第10頁(yè)/共60頁(yè)空氣動(dòng)力學(xué)與體育運(yùn)動(dòng)等荷蘭終極防風(fēng)雨傘，可抵擋十級(jí)強(qiáng)風(fēng)，“永不反骨”16-4月-2311第11頁(yè)/共60頁(yè)第一章汽車空氣動(dòng)力學(xué)緒論1.1汽車空氣動(dòng)力學(xué)的重要性

1.1.1汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及重要性

1.1.2汽車空氣動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容

1.1.3汽車空氣動(dòng)力學(xué)的研究方法1.2汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展

1.2.1汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的歷史階段

1.2.2汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)16-4月-2312第12頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性汽車空氣動(dòng)力學(xué)的定義：是研究空氣與汽車相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的現(xiàn)象、作用規(guī)律以及氣動(dòng)力對(duì)汽車各性能影響的一門科學(xué)16-4月-2313第13頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力特性：汽車受空氣阻力升力側(cè)向力俯仰力矩側(cè)傾橫擺力矩側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性泥水和灰塵的附著和上卷氣動(dòng)噪聲特性16-4月-23汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性操穩(wěn)、安全性能舒適性能14第14頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力特性對(duì)動(dòng)力性的影響：水平路面上等速行駛汽車的最大車速氣動(dòng)阻力對(duì)加速度的影響水平路面的加速度：16-4月-23汽車的加速能力首先取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的加速特性，還與空氣阻力系數(shù)、滾阻和空氣升力系數(shù)相關(guān)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性15第15頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力特性對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響：消耗于氣動(dòng)阻力的功率為由式可見(jiàn)消耗于氣動(dòng)阻力的功率與速度的三次方正比，與氣動(dòng)阻力系數(shù)成正比16-4月-23氣動(dòng)阻力占總阻力的比值汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性16第16頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力特性對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響：升力和氣動(dòng)俯仰力矩對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響升力和俯仰力矩都會(huì)使前軸附著力降低（發(fā)飄），隨著車速的增大，升力和俯仰力矩增大，可能會(huì)使前軸失去附著力，而使車輛失去控制問(wèn)題：升力是怎樣產(chǎn)生的？16-4月-23CG汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性17第17頁(yè)/共60頁(yè)16-4月-23側(cè)傾中心汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性汽車空氣動(dòng)力特性對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響：側(cè)向力和橫擺力矩對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響當(dāng)側(cè)風(fēng)側(cè)向力作用點(diǎn)與質(zhì)心間存在距離，產(chǎn)生橫擺力矩。的作用點(diǎn)在CG前時(shí)將產(chǎn)生順著風(fēng)的方向的橫擺力矩，使得穩(wěn)定性產(chǎn)生惡化為提高車輛穩(wěn)定性，側(cè)向風(fēng)的作用點(diǎn)應(yīng)在CG之后側(cè)傾力矩對(duì)操穩(wěn)的影響引起車輪負(fù)荷產(chǎn)生變化從而改變轉(zhuǎn)向特性18第18頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的重要性：在確定汽車外形初步方案階段對(duì)汽車的空氣動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行評(píng)估在汽車造型設(shè)計(jì)和樣式設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮美學(xué)造型、人機(jī)工程學(xué)原理和氣動(dòng)造型只有最佳氣動(dòng)外形的造型才有生命力，才能使設(shè)計(jì)出來(lái)的汽車在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝！16-4月-23汽車空氣動(dòng)力學(xué)的作用及其重要性19第19頁(yè)/共60頁(yè)理論分析和數(shù)值計(jì)算理論分析揭示空氣運(yùn)動(dòng)、汽車氣動(dòng)力產(chǎn)生機(jī)理以及對(duì)汽車性能產(chǎn)生的影響采用計(jì)算流體力學(xué)（ComputerFluidDynamics,CFD）方法，可以模擬一些試驗(yàn)無(wú)法處理的復(fù)雜流動(dòng)問(wèn)題和現(xiàn)象，可以部分替代試驗(yàn)環(huán)節(jié)，與試驗(yàn)研究相輔相成。16-4月-23CFD仿真圖汽車空氣動(dòng)力學(xué)的研究方法20第20頁(yè)/共60頁(yè)16-4月-23汽車空氣動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容研究的主要內(nèi)容：氣動(dòng)力及其對(duì)汽車性能的影響汽車流場(chǎng)與表面壓強(qiáng)優(yōu)化氣動(dòng)造型發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的冷卻特性通風(fēng)采暖和制冷21第21頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)和航空空氣動(dòng)力學(xué)相比的特點(diǎn)：不是細(xì)長(zhǎng)流線型，而是“鈍性體”長(zhǎng)寬比為2～4汽車不離開(kāi)地面，始終受氣動(dòng)特性的地面效應(yīng)始終在亞音速內(nèi)汽車四周的氣流分離和渦流多，遠(yuǎn)比翼型復(fù)雜汽車要求升力和阻力都小只通過(guò)操縱車輪來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定控制汽車的氣動(dòng)干擾自動(dòng)恢復(fù)穩(wěn)定的能力差，需要駕駛動(dòng)作修正16-4月-23汽車空氣動(dòng)力學(xué)的研究特點(diǎn)22第22頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革世界上第一輛以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車：16-4月-23戴姆勒（GottliebDaimler）和卡爾·奔馳（KarlBenz）1886年由于車速很低在隨后的十幾年里沒(méi)有考慮汽車道路行駛過(guò)程中的空氣阻力問(wèn)題23第23頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革最早的空氣動(dòng)力學(xué)汽車——炮彈形車：16-4月-23卡米勒·詹那茲（CamilleJenatzy）1899年,比利時(shí)24第24頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革J型車——合成型車身：保爾·賈瑞（1921）：“最小阻力的外形是以流線體的一半構(gòu)成的外形”“只有消除汽車尾部氣流分離，才能降低阻力”保爾·賈瑞和克蘭普瑞合作進(jìn)行的風(fēng)洞試驗(yàn)提出了J型車16-4月-23阿德勒·特倫普（AdlerTrumpf）車型，1934,設(shè)計(jì)者：EKleyer從J型概念的提出到第二次大戰(zhàn)結(jié)束這一時(shí)期被稱為“J型車時(shí)代”Lange車型，模型的CD＝0.16J型車25第25頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革美國(guó)Chrysler公司1934年推出“氣流”牌汽車“首次推出的大量生產(chǎn)的流線型實(shí)用車”將發(fā)動(dòng)機(jī)罩，前翼子板和大燈連成整體16-4月-231936chryslerairflow4door26第26頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革1933年美國(guó)人雷伊（W.E.Lay）在密歇根大學(xué)進(jìn)行可更換各種頭部和尾部組成的積木式汽車模型的風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)不同的車頭和車尾的組合進(jìn)行較系統(tǒng)的風(fēng)洞試驗(yàn)用于分析車身前后參數(shù)對(duì)氣動(dòng)阻力的影響和前后流場(chǎng)的相互作用結(jié)論：16-4月-23汽車頭部要求順滑，否則良好的尾部造型無(wú)意義陡的前風(fēng)窗會(huì)使氣動(dòng)阻力明顯增加鈍的尾部和長(zhǎng)的逐漸變小的尾部相比，氣動(dòng)阻力增加不大不足：該積木式汽車模型的兩側(cè)是平面，沒(méi)有考慮實(shí)際的兩側(cè)參數(shù)27第27頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革1934年德國(guó)人卡姆（W.Kamm）在斯圖加特（Stuttgart）進(jìn)行汽車穩(wěn)定性和直線行駛能力的影響的研究，表明：J型車的長(zhǎng)而尖的尾部使得汽車在高速是的橫風(fēng)穩(wěn)定性差，短尾造型（K型）的汽車和長(zhǎng)而尖尾部造型的車相比，空氣阻力相差不大，但高速橫風(fēng)穩(wěn)定性較好16-4月-23第一輛K型車造型EverlingCar（1938—1940）28第28頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革法國(guó)人安德尼奧（Andreau）較早地研究了壓強(qiáng)分布和穩(wěn)定性：1936年在標(biāo)致的底盤上裝一個(gè)帶尾翼的流線型車身,具有較好的側(cè)風(fēng)穩(wěn)定型1938年指導(dǎo)設(shè)計(jì)了“雷電”賽車，創(chuàng)造速度的世界記錄16-4月-231936年標(biāo)致（Peugeot）概念車CD=0.281938標(biāo)致“雷電”賽車575.3Km/h29第29頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革20世紀(jì)60年代英國(guó)懷特（R.G.S.White）等人在MIRA風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)車風(fēng)洞試驗(yàn)將汽車外形對(duì)氣動(dòng)阻力的影響分為9個(gè)部分，找到了一套估計(jì)氣動(dòng)阻力系數(shù)的方法20世紀(jì)70年代以后，汽車空氣動(dòng)力學(xué)稱為一門獨(dú)立的學(xué)科，真正得到了飛速發(fā)展，其主要原因是：研究表面車速>70Km/h，氣動(dòng)力對(duì)汽車性能的影響占主要因素，而高速公路的發(fā)展，車速遠(yuǎn)大于70Km/h世界能源危機(jī)促使制造商重視汽車的節(jié)能，而降低氣動(dòng)阻力可以大大降低油耗購(gòu)買者越來(lái)越重視汽車高速下的動(dòng)力學(xué)性能16-4月-2330第30頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的歷史沿革國(guó)內(nèi)在汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究：1981年我國(guó)進(jìn)行了首次汽車空氣動(dòng)力學(xué)的風(fēng)洞實(shí)車試驗(yàn)隨后長(zhǎng)春汽車研究所、湖南大學(xué)、原吉林工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等通過(guò)對(duì)航空、建筑風(fēng)洞的改造進(jìn)行汽車風(fēng)洞試驗(yàn)2009年9月19日，國(guó)內(nèi)第一個(gè)“汽車風(fēng)洞”——上海地面交通工具風(fēng)洞中心在同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)落成啟用。16-4月-2331第31頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展階段——速度追求1895年世界上第一次汽車競(jìng)賽——巴黎到波爾多往返1200公里速度賽1899年在巴黎附近的世界

汽車競(jìng)賽，卡米勒·詹那茲創(chuàng)下了105.8Km/h的記錄兩個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，1452.8Kg16-4月-23競(jìng)賽冠軍車設(shè)計(jì)這為Panhard和Levassor，平均速度為24Km/hOnthe29thofApril1899theLaJamaisContente32第32頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展階段——速度追求1904法國(guó)人路易·里高利駕駛哥布朗·布瑞利在比利時(shí)的奧斯坦德創(chuàng)下了166.6Km/h的記錄外形沒(méi)有流線型設(shè)計(jì)車重976Kg，15.1L，4缸發(fā)動(dòng)機(jī)1926年帕里·托馬斯駕駛26.9L，294KW的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，車重1952Kg的“巴布斯”在南威爾士的彭丁海岸，257.2Km/h的世界記錄

16-4月-23特點(diǎn)：車身光順散熱器較低復(fù)雜的前懸架車身低33第33頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展階段——速度追求1927英國(guó)人亨利·西格雷夫駕駛“陽(yáng)光1000HP”在德托納海岸創(chuàng)下了327.9Km/h的記錄。車重3632Kg，兩臺(tái)324KW、48個(gè)氣門、22.5L的船用發(fā)動(dòng)機(jī)車身較為流線型化1935年馬爾科姆·坎貝爾駕駛他改裝的“藍(lán)鳥(niǎo)”在美國(guó)猶他州的邦那維爾海灘，484.5km/h發(fā)動(dòng)機(jī)功率1690kW空氣制動(dòng)裝置

16-4月-23HenrySegraveinhis1000hp34第34頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展階段——速度追求1947英國(guó)人約翰·科布在邦維爾鹽灘駕駛由里德雷爾頓設(shè)計(jì)的汽車將記錄提高到634.26Km/h拉長(zhǎng)水滴型車身功率1837KW車重3269Kg1965美國(guó)人格雷格·布蘭德洛夫駕駛“音速一號(hào)”966.4km/hJ79飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣式驅(qū)動(dòng)6810kg的推力

16-4月-2335第35頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展階段——速度追求1970美國(guó)“反作用聯(lián)盟”設(shè)計(jì)的“藍(lán)色火焰”在美國(guó)猶他州的邦那維爾海灘1016.1km/h340kg火箭發(fā)動(dòng)機(jī)9979kg推力1997年安迪·格林駕駛“突擊超音速汽車”在內(nèi)華達(dá)州黑巖沙漠試驗(yàn)場(chǎng)1227.3km/h兩臺(tái)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)16.5m，10t

16-4月-2336第36頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展階段——速度追求2005年3月美國(guó)埃德·薩德?tīng)柡蛣P斯·扎恩西“北美之鷹號(hào)”在飛機(jī)跑道上進(jìn)行測(cè)試1336km/h17m長(zhǎng)2.2m寬6123kg681L燃料每分鐘功率38776kW16-4月-2337第37頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期基本型時(shí)期（BasicShapePeriod）原始型階段——在汽車問(wèn)世后的十多年間。汽車設(shè)計(jì)者們更多的精力在于底盤構(gòu)造，零件及發(fā)動(dòng)機(jī)的研制沿用馬車造型進(jìn)行改造，沒(méi)有形成完整的車身概念：外露的零部件很多，聯(lián)系松散。處于對(duì)自然流線型樸素的直觀了解，做了一些大膽嘗試，如炮彈車身，船型車身等16-4月-23Onthe29thofApril1899theLaJamaisContente法國(guó)人K.Gart制造的電動(dòng)汽車

，炮彈車身但由于地面的存在，在車身周圍的氣流不再對(duì)稱傳動(dòng)系統(tǒng)、駕駛員和車輪外露德國(guó)人霍奇A.Horch1912年研制的船尾車氣流在前端和翼子板處分離后不能在附著從空氣動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看這種船尾造型無(wú)意義38第38頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期基本型時(shí)期（BasicShapePeriod）基本型階段——完整車身考慮（遮風(fēng)擋雨和舒適性）1913年的里科蒂（C.Ricotti）設(shè)計(jì)的“飛艇型”汽車；1912年倫普勒（E.Rumpler）設(shè)計(jì)的“淚滴車”（Teadropcars）完整車身考慮，但是不能更深入考慮汽車空氣動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題16-4月-23傳動(dòng)系統(tǒng)車輪外露沒(méi)有考慮地面對(duì)氣流的影響兩個(gè)大小不同的平臥的淚滴形體的疊加發(fā)動(dòng)機(jī)后置，正面投影面積2.57m2,CD=0.28頂部氣流很不理想，如圖中的風(fēng)洞試驗(yàn)39第39頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期流線型時(shí)期（StreamlinePeriod）長(zhǎng)尾流線型階段自1911年的馮·卡門（F.Karman）發(fā)現(xiàn)空氣中運(yùn)動(dòng)物體后面存在渦流，尋求最低風(fēng)阻的流線型體是流體力學(xué)的經(jīng)典問(wèn)題1922年流線型車（StreamlineCars）和組合型（CombinationForms）的概念?？颂m普通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)證明接近地面的半個(gè)機(jī)翼（半流線體HalfBody）接近地面時(shí)氣動(dòng)阻力更?。徊⑶医沂井?dāng)物體接近地面時(shí)，其外流場(chǎng)會(huì)發(fā)生顯著變化車身流線型的大量研究：16-4月-231923年Bugatti的GrandPrix賽車二維機(jī)翼氣流理論設(shè)計(jì)1927年克拉維奧（Clarvera）依據(jù)水滴型設(shè)計(jì)的aerodynamicscar40第40頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期流線型時(shí)期（StreamlinePeriod）長(zhǎng)尾流線型階段16-4月-231936年瑞典紳寶（SAAB）公司生產(chǎn)的Type92是在J型車造型的基礎(chǔ)上的代表作（實(shí)用車型）41第41頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期流線型時(shí)期（StreamlinePeriod）1938年普朗特（LudwigPrandtl）在哥丁根的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了所謂“半車身”汽車的風(fēng)洞試驗(yàn)，表明底部光滑的半車身模型的風(fēng)阻系數(shù)為0.1516-4月-23長(zhǎng)尾型車的缺點(diǎn)：

過(guò)分狹長(zhǎng)的尾部對(duì)減小氣動(dòng)阻力無(wú)益狹長(zhǎng)尾部增加了汽車的橫風(fēng)不穩(wěn)定性42第42頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期流線型時(shí)期（StreamlinePeriod）短尾流線型階段1934年卡姆的K型（短尾造型）車和雷伊的L短尾造型J型車和K型車的基礎(chǔ)上的一些實(shí)用車型：代表人物有普朗特，朗格、雪勒、漢遜等特點(diǎn)：整體車身、較流暢、燈腳踏板和備胎燈隱入車身16-4月-23三種典型尾部造型短尾造型汽車43第43頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期流線型時(shí)期（StreamlinePeriod）20世紀(jì)50、60年代，各汽車公司投入大量財(cái)力和人力建造風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室以開(kāi)發(fā)新車型。已經(jīng)開(kāi)始考慮除氣動(dòng)阻力外的氣動(dòng)升力、氣動(dòng)側(cè)力、氣動(dòng)力矩對(duì)汽車性能的影響開(kāi)始考慮發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器冷卻以及刮水器浮動(dòng)等16-4月-231953賓利大陸1957阿爾法BAT7流線型時(shí)期的總特點(diǎn)：避免了早期假流線型的束縛，不在拘泥于表現(xiàn)上的流線型，而是更加全面深入地實(shí)現(xiàn)流線型減小氣動(dòng)阻力不在是唯一的目標(biāo)44第44頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期最優(yōu)化時(shí)期（OptimizationPerio）——細(xì)部最優(yōu)化1974年由德國(guó)的胡喬（W.H.Hucho）、Jansen和Emmelnann提出了著名的細(xì)部最優(yōu)化概念滿足性能、人機(jī)工程學(xué)、工藝學(xué)。美學(xué)造型以及安全法規(guī)等方面的要求來(lái)初步確定的車身造型要求達(dá)到減小氣動(dòng)阻力和提高行駛穩(wěn)定型的目的進(jìn)行車身局部修型加裝空氣動(dòng)力學(xué)的附加裝置16-4月-23BAT71981VWScirocco1CD由原來(lái)的0.5降至0.41VWGolf1CD由原來(lái)的0.48降至0.3245第45頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期最優(yōu)化時(shí)期（OptimizationPerio）——細(xì)部最優(yōu)化細(xì)部最優(yōu)化的局限性：對(duì)CD>0.45的汽車，該方法可取得明顯效果，但不容易使CD<0.35同時(shí)就每一個(gè)局部要進(jìn)行多次修改對(duì)某一處的改動(dòng)基本確定后，當(dāng)改動(dòng)另一處時(shí)，兩處的綜合不一定最優(yōu)細(xì)部?jī)?yōu)化常常費(fèi)工費(fèi)時(shí)，相對(duì)盲目16-4月-23BAT746第46頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期最優(yōu)化時(shí)期（OptimizationPerio）——整體最優(yōu)化基本思路——從設(shè)計(jì)伊始就十分重視汽車外形的整體氣動(dòng)功能從一個(gè)總尺寸和體積與所需的汽車基本類似的理想低阻形體出發(fā)，從總體的角度逐漸向?qū)嵱密囆捅平?，以滿足性能、人機(jī)工程學(xué)、工藝學(xué)、美學(xué)造型以及安全法規(guī)要求。整體最優(yōu)化又稱為形體最優(yōu)化（ShapeOptimization）16-4月-23BAT7低阻形體CD＝0.16基本形體CD＝0.18基本模型CD＝0.24式樣模型CD＝0.2847第47頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期形體最優(yōu)化（ShapeOptimization）原則首先設(shè)計(jì)一個(gè)符合總布置要求的理想的低阻形體在其發(fā)展成實(shí)用車型的每一步設(shè)計(jì)中，都嚴(yán)格地保證形體的光順性，使氣流不從汽車表面分離16-4月-23BAT7汽車外形設(shè)計(jì)的不同階段48第48頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期整體最優(yōu)化技術(shù)的典型例子16-4月-23BAT7Audi100C3轎車。1982年，Audi100以僅僅0.30的風(fēng)阻系數(shù)創(chuàng)下了轎車空氣動(dòng)力學(xué)的世界紀(jì)錄1984年Audi100型榮獲全球年度最佳轎車紅旗造型很像audi100的經(jīng)典造型嗎？49第49頁(yè)/共60頁(yè)汽車空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期如今的概念車、賽車16-4月-23BAT7大眾“1L車”0.99L/100km時(shí)速可達(dá)335公里Chrysler(GEM)Peapodelectriccar美國(guó)加州的“無(wú)翼而飛”Aptera2e原型電動(dòng)車CD＝0.15，680kg一次充電190KM的續(xù)航能力美國(guó)俄亥俄州州立大學(xué)的學(xué)生制造的子彈頭電動(dòng)汽車時(shí)速468.3KM50第50頁(yè)/共6