汽车空气动力学课件.ppt

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1、汽车空气动力学姓名：李昭锦学号：M100114101汽车空气动力学的研究内容？主要研究汽车运动时，空气对汽车的作用。作用在汽车上的空气力作用在汽车上的空气力包括：空气阻力、升力、侧向力，作用在汽车上的力矩也有三种：俯仰力矩、侧倾力矩、横摆力矩。空气动力学对汽车性能的影响对动力性的影响影响高速时的加速性能影响最高车速对燃油经济性的影响对于CdA=0.8m2的轿车，v=65km/h时，55%的能量克服空气阻力；v=90km/h时，70%的能量克服空气阻力；轿车空气动力性能的差异可使空气阻力相差30%，燃油经济性相差12%以上。对安全性的影响高速时的加速性能影响

2、行车安全；空气升力影响汽车操纵稳定性和制动性；对汽车外观的影响汽车的空气动力特性主要取决于汽车外形；空气动力学影响着人们的审美观空气动力学在汽车设计中的地位空气动力学是汽车造型设计需要考虑的主要因素之一。影响汽车造型的三个主要因素：机械工程学、人机工程学、空气动力学。汽车空气动力学的研究成果，直接反映在汽车外形上。汽车空气动力学理论——连续性定理流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的流体质量相等。质量守恒定律是连续性定理的基础。汽车空气动力学理论——连续性定理单位时间内流过截面1的流体体积为v1A1，流体质量为ρ1v1A1同理，单位时间内流过截面2的

3、流体质量为ρ2v2A2根据质量守恒定律可得：ρ1v1A1=ρ2v2A2即v1A1=v2A2=C常数汽车空气动力学理论——伯努利定理同一流管的任意截面上，流体的静压力和动压力之和保持不变。即：动能+压力能=常数。公式表述为：能量守恒定律是伯努利定律的基础。上式中第一项为动压，第二项为静压，第三项为总压汽车空气动力学理论——附面层由于流体的粘性，靠近物面处的流体有粘附在物体的趋势，于是有一流速较低的区域，即为附面层。附面层随着流程的增加而增厚。附面层的流态由层流转换为紊流。汽车空气动力学理论——气流分离现象当气流越过物面的最高点后，气流流束扩大，流速减小，形成

4、逆压梯度。在物面法向速度梯度为零时，气流开始分离。靠近物面的气流先停止流动，进而反向流动形成涡流区，将继续流动的气流与物面隔开。车身表面气流分离汽车空气动力学研究方法汽车空气动力学研究方法理论研究方法抓住问题的主要影响因素,抽象出简化理论模型，建立描述介质运动规律的积分或微分方程，利用各种数学工具及相应的初始边界条件解出方程组,分析解来揭示规律。数值模拟仿真依托计算机进行有效数值计算的方法（如CFD）,其中包括有限元法、有限差分法等，能够用来预测或解决一些理论及实验无法处理的复杂流动问题,取代部分实验环节。该方法被广泛采用。试验研究如风洞试验法、道路试验，

5、它使人们能在与所研究问题相同或相近条件下进行观测,提供建立运动规律及理论模型的依据，检验理论或计算结果的准确性、可靠性和适用范围。数值模拟分析步骤划分计算区域及网格划分设置求解器求解结果后处理建立物理模型设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型划分计算区域及网格划分建立物理模型划分计算区域及网格划分建立物理模型设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型设置求解器求解设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型设置求解器求解设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型结果后处理设置求解器求解设置边界

6、条件划分计算区域及网格划分建立物理模型建立物理模型划分计算区域及网格划分建立物理模型划分计算区域及网格划分建立物理模型设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型设置求解器求解设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型设置求解器求解设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型结果后处理设置求解器求解设置边界条件划分计算区域及网格划分建立物理模型CFD在车身造型设计中的应用CFD在车身造型设计中的应用设计方案CAD模型设计方案渲染效果CFD在车身造型设计中的应用网格划分速度云图显示CFD在车身造型设计中的

7、应用车身表面压力分布参考文献：[1]Ying-chaoZhang,ZheZhang,etal.Carstylingbasedaerodynamicnumericalsimulations[J].JournalofJilinUniversity.Vol39,2009,pp.260-263.CFD在车身造型设计中的应用二维模型网格划分CFD在车身造型设计中的应用CFD在车身造型设计中的应用Byanalysisoneffectofslantwiseanglevariationofbackwindshieldonbodyworkaerodynamiccharact

8、eristics,itcanbeseenthattheairres