QCT1183-2023汽車空氣動(dòng)力學(xué)術(shù)語和定義

汽車空氣動(dòng)力學(xué)術(shù)語和定義 Ⅲ1范圍 13術(shù)語與定義 1 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC114)提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司、吉林大學(xué)、吉利汽車研究院(寧波)有限公司、廣州汽車集團(tuán)股份有限公司、中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司、上汽大眾汽車有限公司、一汽-大眾汽車有限公司、中國(guó)第一汽車股份有限公司、襄陽達(dá)安汽車檢測(cè)中心有限公司、北京汽車股份有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司、上海汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心、日產(chǎn)(中國(guó))投資有限公司、戴姆勒大中華區(qū)投資有限公司、沃爾沃汽車(亞太)投資控股有限公司。本文件主要起草人：劉學(xué)龍、秦青、高岳、張英朝、付強(qiáng)、田富剛、宋昕、王慶洋、姜祖嘯、本文件為首次發(fā)布。汽車空氣動(dòng)力學(xué)術(shù)語和定義本文件界定了汽車空氣動(dòng)力學(xué)的術(shù)語和定義。本文件適用于M和N類汽車。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1汽車空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.1.1車輛空氣動(dòng)力學(xué)坐標(biāo)系車輛空氣動(dòng)力學(xué)坐標(biāo)系vehicleaerodynamicscoordinatesystem三個(gè)正交平面組成的坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)系原點(diǎn)位于車輛軸距(多軸車輛按最前軸和最后軸計(jì)算)中點(diǎn)連線和輪距(多軸車輛按最前軸和最后軸計(jì)算)中點(diǎn)連線在地面上投影的交點(diǎn)，見圖1,這三個(gè)基準(zhǔn)平面是：Y基準(zhǔn)平面：車輛縱向?qū)ΨQ平面。X基準(zhǔn)平面：垂直于Y基準(zhǔn)平面的鉛垂平面。Z基準(zhǔn)平面：垂直于Y和X基準(zhǔn)平面的水平面。坐標(biāo)軸方向，以駕駛員視角定義為：X軸方向：正后方。Y軸方向：正右方。Z軸方向：正上方。2車輛軸距(多軸車輛按最前軸和最后軸計(jì)算)中點(diǎn)連線和輪距(LcA3前輪眉高度frontwheelarchheightH車輛水平放置時(shí)，通過前車輪中心點(diǎn)且垂直于地面的截面和輪眉線的交點(diǎn)與地面垂直距離，見圖3。HwWB[來源：GB/T3730.3—1992,3.4.1,有修改]y義為：按照右手定則，以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸，右手拇指指向Z軸負(fù)向，四指所指的方向?yàn)檎?，反之則為負(fù)向，見圖4。俯仰角pitchanglea車身坐標(biāo)系Z軸與風(fēng)洞坐標(biāo)系Z軸之間的夾角在風(fēng)洞坐標(biāo)系ZX平面上的投影，俯仰角方向定義為：按照右手定則，以Y軸為旋轉(zhuǎn)軸，右手拇指指向Y軸正向，四指所指的方向?yàn)檎?，反之則為負(fù)向，見圖4。側(cè)傾角rollangleφ車身坐標(biāo)系Y軸與風(fēng)洞坐標(biāo)系Y軸之間的夾角在風(fēng)洞坐標(biāo)系YZ平面上的投影，側(cè)向角方向定義為：按照右手定則，以X軸為旋轉(zhuǎn)軸，右手拇指指向X軸負(fù)向，四指所指的方向?yàn)檎颍环粗畡t為負(fù)向，見圖4。4比例系數(shù)scalefactor車輛模型與整車的尺寸比值。車輛速度vehiclevelocityX方向上，大小為V的車輛速度矢量，見圖5。圖5車輛速度定義圖車輛壓力中心pressurecenter車輛氣動(dòng)合力矩為零的點(diǎn)。3.1.3氣流參數(shù)空氣密度airdensityp在一定溫度和壓力下，單位體積空氣所具有的質(zhì)量。5μ分子自由層碰撞抵抗剪切變形的能力?？諝膺\(yùn)動(dòng)黏度airkinematicviscosityV空氣的動(dòng)力黏度與密度之比?？諝鈮簭?qiáng)airpressureP空氣垂直作用在空氣微團(tuán)表面或物體表面單位面積上的力。q流體顆粒每單位體積的動(dòng)能。局部靜壓localstaticpressure自由流中局部承受的靜壓力。自由流靜壓力free-streamstaticpressurePo自由流中任一點(diǎn)承受的壓力。壓力系數(shù)pressurecoefficientC描述流體動(dòng)力學(xué)中遍布整個(gè)流場(chǎng)相對(duì)壓力的無量綱量。當(dāng)氣流與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)繞物體的氣流會(huì)被分成兩個(gè)或更多方向的流動(dòng)，氣流的分流點(diǎn)。6統(tǒng)一規(guī)定的大氣條件，具體規(guī)定如下：——大氣壓力：po=100kPa,除非法規(guī)另有規(guī)定?！髿鉁囟龋篢o=293K,除非法規(guī)另有規(guī)定。 在XY平面上相對(duì)于X方向成θ角，且大小為Vw的風(fēng)速矢量。迎風(fēng)角度windangleθ自由流速度free-streamspeedV風(fēng)速矢量相對(duì)于車輛速度矢量的大小(風(fēng)速矢量與車速矢量的矢量差的模)。湍流turbulentflow流體質(zhì)點(diǎn)互相摻混，其局部壓力、速度等在時(shí)間和空間上有復(fù)雜的、無規(guī)則的隨機(jī)脈動(dòng)的非定常流動(dòng)。湍流度turbulenceintensityE度量氣流速度脈動(dòng)程度的一種標(biāo)準(zhǔn)，通常用脈動(dòng)速度均方和與時(shí)均速度之比來表示脈動(dòng)的大小。7流體黏性阻滯使層內(nèi)近壁流體沿流動(dòng)方向不斷減速，在一定逆壓梯度下，外部流動(dòng)仍繼續(xù)保邊界層boundarylayerδ局部速度u(Z)達(dá)到自由流速度(V)的99%時(shí)作為邊界層的外緣，由邊界層外緣到物面的8O雷諾數(shù)ReynoldsnumberRR=p·V·L./μ3.1.4車輛的空氣動(dòng)力及力矩D氣動(dòng)力沿X軸方向的分量，正方向?yàn)閄軸的8L氣動(dòng)力沿Z軸方向的分量，正方向?yàn)閆軸的正向。(F?=L)側(cè)向力sideforceS氣動(dòng)力沿Y軸方向的分量，正方向?yàn)閅軸的正向。(Fy=S)橫擺力矩yawingmomentYM繞Z軸的氣動(dòng)力矩。橫擺力矩方向定義為：按照右手定則，以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸，右手拇指?jìng)?cè)傾力矩rollingmomentRM繞X軸的氣動(dòng)力矩。側(cè)傾力矩方向定義為：按照右手定則，以X軸為旋轉(zhuǎn)軸，右手拇指指向X軸負(fù)向，四指所指的方向?yàn)檎?，反之則為負(fù)向。(Mx=-RM)俯仰力矩pitchingmomentPM繞Y軸的氣動(dòng)力矩。俯仰力矩方向定義為：按照右手定則，以Y軸為旋轉(zhuǎn)軸，右手拇指指向Y軸正向，四指所指的方向?yàn)檎?，反之則為負(fù)向。(My=PM)前軸升力frontliftLF后軸升力rearliftLR前軸側(cè)向力frontsideforceSF側(cè)向力作用在前軸上的分量。(SFSR93.1.5車輛的空氣動(dòng)力和力矩系數(shù)阻力系數(shù)dragcoefficient用于表征車輛阻力的無量綱系數(shù)，其值為車輛所受到的阻力與氣流動(dòng)壓和正投影面積之比，C?絕對(duì)值每0.001為1count。用于表征車輛升力的無量綱系數(shù)，其值為車輛所受到的升力與氣流動(dòng)壓和正投影面積之比。用于表征車輛側(cè)向力的無量綱系數(shù)，其值為車輛所受到的側(cè)向力與氣流動(dòng)壓和正投影面積之比。升力系數(shù)C?與阻力系數(shù)Ca之比值。俯仰力矩系數(shù)pitchingmoment氣動(dòng)合力矩在車輛坐標(biāo)系內(nèi)繞Y軸的分量，用于表征車輛俯仰力矩的無量綱系數(shù)。橫擺力矩系數(shù)yawingmomentcoefficient氣動(dòng)合力矩在車輛坐標(biāo)系內(nèi)繞Z軸的分量，用于表征車輛橫擺力矩的無量綱系數(shù)。側(cè)傾力矩系數(shù)rollingmomentcoefficient氣動(dòng)合力矩在車輛坐標(biāo)系內(nèi)繞X軸的分量，用于表征車輛側(cè)傾力矩的無量綱系數(shù)。前軸升力系數(shù)frontliftcoefficient用于表征車輛前軸升力的無量綱系數(shù)。用于表征車輛后軸升力的無量綱系數(shù)。前側(cè)向力系數(shù)frontsideforcecoefficient用于表征車輛前軸側(cè)向力的無量綱系數(shù)。后側(cè)向力系數(shù)rearsideforcecoefficient用于表征車輛后軸側(cè)向力的無量綱系數(shù)。兩軸以上車輛的力矩系數(shù)應(yīng)基于長(zhǎng)度參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，而不是軸距。在這種情況下，應(yīng)該指明長(zhǎng)度參數(shù)的值。3.2汽車空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)3.2.1風(fēng)洞試驗(yàn)汽車風(fēng)洞automotivewindtuanel利用動(dòng)力裝置等設(shè)備在管道中產(chǎn)生可調(diào)節(jié)氣流以模擬車輛實(shí)際道路行駛時(shí)流場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的管道狀試驗(yàn)設(shè)備。通過試驗(yàn)段的氣流經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)可再返回試驗(yàn)段即能回收氣流能量的風(fēng)洞。通過試驗(yàn)段的氣流排至外部、不能回收氣流能量的風(fēng)洞。地面模擬系統(tǒng)groundsimulationsystem模擬車輛在實(shí)際道路行駛時(shí)地面流場(chǎng)的控制系統(tǒng)。邊界層控制系統(tǒng)boundarylayerremovesystem通過抽吸或切向補(bǔ)充氣流的方式移除地面邊界層，模擬車輛在實(shí)際道路行駛狀態(tài)的控制系統(tǒng)。移動(dòng)地面系統(tǒng)rollingroadsystem風(fēng)洞地面上，通過安裝從車輛前方延伸至車輛后方的可移動(dòng)平帶，對(duì)地面進(jìn)行模擬的系統(tǒng)。阻塞效應(yīng)blockage風(fēng)洞試驗(yàn)過程中，洞壁及車輛等的存在，導(dǎo)致氣流速度、方向發(fā)生變化的現(xiàn)象。車輛正投影面積與試驗(yàn)段噴口面積的比值。水平浮力效應(yīng)horizontalbuoyancyeffect風(fēng)洞中，氣流流經(jīng)試驗(yàn)段時(shí)，沿軸線方向所形成的額外壓力梯度。地面的存在對(duì)車輛底部氣流的流動(dòng)特性產(chǎn)生影響的現(xiàn)象。雷諾相似Reynoldsnumbersimilarity縮比模型試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)雷諾數(shù)與實(shí)車行駛時(shí)雷諾數(shù)相等或相近。噴口法nozzlemethod通常選取風(fēng)洞穩(wěn)流段內(nèi)壁面處靜壓與噴口出口平直段內(nèi)壁面處靜壓之差作為噴口出口動(dòng)壓，經(jīng)過計(jì)算可得到對(duì)應(yīng)風(fēng)速的一種監(jiān)測(cè)風(fēng)洞噴口出口風(fēng)速測(cè)量方法。駐室法plenummethod通常選取風(fēng)洞穩(wěn)流段內(nèi)壁面處靜壓與駐室無風(fēng)區(qū)內(nèi)靜壓之差作為噴口出口動(dòng)壓，經(jīng)過計(jì)算可得到對(duì)應(yīng)風(fēng)速的一種監(jiān)測(cè)風(fēng)洞噴口出口風(fēng)速測(cè)量方法。對(duì)風(fēng)洞測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，使其接近車輛在理想道路行駛狀態(tài)的過程。3.2.2道路試驗(yàn)氣動(dòng)阻力滑行試驗(yàn)法aerodynamicdragcoastdowntest通過將車輛加速到一定速度，待車速穩(wěn)定后，使傳動(dòng)裝置脫離動(dòng)力機(jī)構(gòu)，讓車輛自由滑行直至停車的方式測(cè)量車輛行駛阻力，并測(cè)量排除其他阻力影響來計(jì)算氣動(dòng)阻力的試驗(yàn)方法。前處理pre-processing后處理post-processing邊界條件boundarycondition在迭代計(jì)算過程中，某一物理量計(jì)算值與基準(zhǔn)值(或參考值)的差值。收斂converge穩(wěn)態(tài)計(jì)算steady-statesimulation瞬態(tài)計(jì)算unsteady-statesimulatiB邊界層………………3.1.邊界層動(dòng)量厚度……………………3.1.3.20邊界層厚度……邊界層位移厚度……………………3.1.3.19邊界條件…………………C殘差……………………3.3.12側(cè)向力系數(shù)…………………………3.1.5.3車輛解析中心………………………3.1.1.2車輛壓力中心………………………3.1.2.14車輛軸距……………3.1.2.8DF分離流………………3.1.風(fēng)洞坐標(biāo)系………………3.1.1.3風(fēng)速修正…………………3.2.2.4俯仰力矩系數(shù)……………3.1.5.5G滾動(dòng)阻力…………………3.2.2.3H橫擺角……………………3.1.2.9橫擺力矩…………………3.1.4.4橫擺力矩系數(shù)……………3.1.5.6后側(cè)向力系數(shù)…………………………3.1.5.11回流型風(fēng)洞………………3.2.1.2后輪眉高度………………3.1.2.7后軸升力…………………3.1.4.8后軸升力系數(shù)……………3.1.5.9J局部靜壓…………………3.1.3.6交界面…………………加密區(qū)………………計(jì)算流體力學(xué)………………3.3.1計(jì)算域出口…………計(jì)算域進(jìn)口…………K空氣動(dòng)力黏度……………3.1.3.2空氣密度…………………3.1.3.1空氣運(yùn)動(dòng)黏度…………………………3.1.3.3L雷諾相似………………3.2.1.11P噴口法…………………3.2.1.12Q前軸升力系數(shù)………………………3.1.5.8S升阻比………………3.1.5.4T湍流度………WX旋轉(zhuǎn)邊界條件…………Y移動(dòng)地面系統(tǒng)………………………3.2.1.6迎風(fēng)角度…………………Z駐室法………………3.2.1.13自由流速度…………………………3.1.3.13阻塞效應(yīng)……………3.2.1.7英文對(duì)應(yīng)詞索引Aaerodynamicdragcoastdownteairdensity……………………………3.1.3.1airkinematicviscosairviscosity…………………………3.1.3.2automotivewindtunnel…………Bblockageratio…………boundarylayerthickness………………………3.1.3.18boundarylayer……………Ccharacteristiclength……………………computationalfluiddynamics…………converge…………crosswindstabilitytest……………Ddisplacementthickness………drag…………………3.1.dragcoefficient…………………………dynamicpr