基于空气动力学的车身设计改进(最新)
汽车空气动力学的优化设计
汽车空气动力学的优化设计一、背景介绍汽车空气动力学是指汽车行驶时受到的空气力学效应及其对车辆性能和行驶稳定性的影响。
空气动力学的优化设计可以使车辆具有更好的性能和更高的燃油经济性，也可以减少车辆的噪音和空气污染问题，因此已成为汽车行业中的重要研究方向。
二、汽车空气动力学的基本知识在汽车行驶过程中，车辆与空气之间会产生阻力和升力等效应。
其中，主要包括以下几个方面。
1. 阻力效应在车辆行驶时，车体前进方向的气流将产生对车辆的阻力效应。
一般来说，车辆的阻力主要由气流产生的空气阻力、胎阻力、惯性阻力和摩擦阻力等因素共同构成。
2. 升力效应由于车辆在行驶过程中会形成一个负压区域，使得车体底部的空气流线产生抬升作用，从而产生升力。
当车速过快或车身造型不合理时，升力效应会影响车辆的行驶稳定性。
3. 气动稳定性车辆在运动过程中，受到的气动力效应会影响车辆的稳定性和操控性。
因此，在汽车的设计和制造过程中，需要通过模拟和测试等手段，对车辆的气动性能进行优化和调整，以确保车辆的行驶稳定性和安全性。
三、汽车空气动力学的优化设计汽车空气动力学的优化设计主要包括以下几个方面。
1. 车身外形设计车身的外形设计是影响汽车空气力学性能的关键因素之一。
设计师需要结合外观美学和气动设计的要求，合理设计车身曲线、侧窗和后视镜等，使得车辆的气动阻力和升力效应得到最大限度的优化。
2. 气流模拟和测试在汽车的设计和制造过程中，可以通过气流模拟和测试等手段，对车辆的气动性能进行优化和调整。
通过计算流体力学模拟、风洞试验等手段，可以获得车辆在不同车速、气流方向下的气动性能参数，为优化设计提供理论依据。
3. 减少车辆重量车辆的重量是影响车辆阻力和燃油经济性的重要因素之一。
因此，在优化汽车空气动力学性能时，需要采用轻量化设计，减少车辆的重量，从而降低车辆的气动阻力和提高燃油经济性。
4. 优化车辆底盘汽车底盘的设计对车辆的气动稳定性和行驶稳定性都有着重要的影响。
车身设计如何提高汽车空气动力学性能
车身设计如何提高汽车空气动力学性能汽车空气动力学性能是指汽车在行驶时所受到的空气阻力与空气动力学性能的关系。
良好的空气动力学性能可以有效降低空气阻力，提高汽车的行驶稳定性、燃油经济性和操控性能。
因此，在汽车设计中，车身设计起着至关重要的作用。
本文将从改善车身流线型、减少空气阻力、优化空气动力学外观等方面探讨如何提高汽车空气动力学性能。
1. 改善车身流线型车身流线型设计是提高汽车空气动力学性能的关键。
一辆具有良好流线型的汽车可以减少空气阻力，降低燃油消耗。
为了改善车身流线型，设计师可以采取以下措施：（1）降低车身高度：降低车身高度可以减少车辆与空气的接触面积，减小空气阻力。
（2）减小车辆的前部和后部截面积：通过减小车辆前后部位的截面积，可以有效降低空气阻力，提高空气动力学性能。
（3）优化车身曲线：合理的曲线设计能够使气流在车身表面流动更加顺畅，减少湍流和阻力。
2. 减少空气阻力空气阻力是影响汽车空气动力学性能的主要因素之一。
降低空气阻力，能够减小车辆在高速行驶时的能量损失，提高燃油经济性。
以下是减少空气阻力的一些方法：（1）减小车身外部突出部件的尺寸：减小车辆外部的突出部件如侧视镜、天线等的尺寸，可以减小空气阻力。
（2）安装空气动力学装置：例如，在车辆后部安装一定长度的扰流板，能够减小车辆后部的湍流，降低空气阻力。
（3）使用车身平滑材料：采用平滑的车身材料能够降低空气阻力，提高空气动力学性能。
3. 优化空气动力学外观车身外观的设计对汽车的空气动力学性能有着直接的影响。
通过优化车身外观设计，可以改善车辆的空气动力学性能。
以下是一些优化车身外观的方法：（1）减小前风阻：设计前部进气口时，要注意减小入口截面积，以减小前风阻。
（2）设计合理的车顶流线型：合理的车顶设计能够减小空气阻力，提高空气动力学性能。
（3）采用合适的车身细节设计：例如，在车身侧部和后部设置气流导流槽，可以改善气流分离和减小湍流，提高空气动力学性能。
基于空气动力学的车身造型设计
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【 摘
要】 确定主要 的车身尺寸 ， 草绘车身造型图， 使用 Ｕ Ｇ软件完成车身模型 ， 对车身曲面进行光
顺性分析 ， 保证 曲面的光顺性。 Ｇ Ｍ Ｉ 进行 网格划分， 用 Ａ ＢＴ 对车身、 地板等要求网格 密度 高的部分使用
手动划分网格 ， 离车身的部位采用 自动划分方法。 远 使用 Ｆ Ｕ Ｎ 软件进行分析 ， ＬＥＴ 通过对气动阻力和气
（ ｏｌ ｅｏ ｕｏ ｂｌ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＳ ａ ｇａ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇＳ ｉ ｃ ，ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｔ ｅ Ａ ｍｏ ｉ ｎｉ ｅｉ ，ｈ ｎ ｈ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｇ ｅｉ ｃｅ ｅ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ２ ，ｈｎ ） ｅ ｎ ｎ ｔ Ｅ ｎ ｎ ｎ １ ６
动升力等动力Ｉ指标的不断优化 ， 陡 为车身的选型及造型提供依据。 用数值模拟结果修改车身造型 ， 得到 比较满意的结果， 有利于较早地避免产品缺陷， 提高燃油的经济性能， 对于新型车抢 占市场极其重要。 关键词 ： 车身造型 ； 空气动 力学 ； 力性 动
【 ｓ ａｔ ／ ｒｅ ｎｕｅ ｈ ｍｏｔｎ ｓ ｏ ｈ ｕ ｅ ｄｍ ｎｉｎ ｒ ｉ ｏ ｙａｅｄ ｔｒ ｎ ｄ Ａｂｔ ｃ】 ｎｏｄ ｒｏｅｓ ｒ ｔｅｓ ｏｈ ｅｓ ｆｔｅ ｌ ， ｉ ｅ ｏｓ ｏ ｎｂ ｄ ｒ ｅｅｍｉ ． ｒ ｔ ｃｗ ｓ ｆ ｍａ ｅ
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车辆空气动力学性能的优化与改进
车辆空气动力学性能的优化与改进随着汽车工业的发展，提高车辆的空气动力学性能已成为汽车设计和制造的重要任务。
优化车辆的空气动力学性能不仅可以提高车辆的燃油经济性和驾驶稳定性，还可以减少空气阻力带来的噪音和排放物的产生。
本文将探讨车辆空气动力学性能的优化与改进，包括车身外形设计、气动力学性能测试和改进方法等。
一、车身外形设计车身外形设计是优化车辆空气动力学性能的关键。
合理的车身外形可以降低空气阻力、改善空气流动，并减少车辆的风噪和能耗。
在车身外形设计中，需要注意以下几个方面：1.1 有效减小车身前面积：车辆的空气阻力主要来自于车身前方。
因此，通过减小车身前方的投影面积可以有效降低空气阻力。
一种常见的设计方法是采用抛物线形的车头，使得空气能够更加顺利地流经车身。
1.2 减小车辆底部的阻力：车辆底部的气流阻力也是影响车辆空气动力学性能的重要因素。
通常采用平滑的底盘设计和降低车身高度的方法来减小底部的阻力，以提高车辆的空气动力学性能。
1.3 优化后视镜和车轮设计：车辆的后视镜和车轮也会对空气动力学性能产生影响。
因此，在设计时需要注意选择较小、较光滑的后视镜，以及车轮罩和轮胎材料的选择，以减小车辆的空气阻力。
二、气动力学性能测试为了评估车辆的空气动力学性能和找出改进的方向，需要进行一系列的气动力学性能测试。
常用的测试方法包括：2.1 风洞测试：风洞测试是评估车辆空气动力学性能的主要方法之一。
在标准化的风洞环境中，可以模拟不同车速和风速下的空气流动，通过测量空气阻力、升力和侧力等参数，分析车辆的空气动力学性能。
2.2 道路试验：道路试验是通过在实际行驶条件下测量车辆的空气动力学性能。
这种测试方法能够提供更真实、更准确的数据，但在测试过程中会受到外界环境的干扰。
2.3 数值模拟：通过数值计算和模拟，可以预测车辆在不同工况下的空气动力学性能。
这种方法具有成本较低、操作灵活的优点，但需要进行相关的校准和验证。
三、改进方法根据气动力学性能测试的结果，可以采取以下方法来改进车辆的空气动力学性能：3.1 优化车身外形：根据测试结果和模拟计算，可以对车身外形进行优化设计。
基于空气动力学的车身造型设计
基于空气动力学的车身造型设计和分析组员：郦绍光（10223059）韩振洋（10223036）周子航（10223058）目录0.摘要1.课题研究背景1.1 汽车空气动力学的发展概况2.汽车空气动力学概述2．1 定常流和非定常流2．2 流体的基本方程式2．3 伯努里方程3．湍流模型3. 1 几何模型3. 2 计算域3. 3 计算网格3. 4 边界条件的确定4．后风窗角对气动力的影响4. 1 CFD计算后的原始数据4. 2 后风窗角对气动阻力的影响4. 3 后风窗角对气动升力的影响5. 离去角对车辆气动力的影响5. 1 CFD计算后的原始数据5. 2 后风窗角对气动阻力的影响5. 3 后风窗角对气动升力的影响6．结论7.感想8.分工说明基于空气动力学的车身造型设计和分析0摘要随着高速公路的发展，燃油价格的上涨以及越发严格法规的颁布，对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和舒适性提出了越来越高的要求，这使得汽车空气动力学的研究成为汽车行业的重点研究方向之一。
采用计算流体力学方法对其性能进行预测，相比风洞试验可以节约资金，缩短新车型开发周期。
面对这种形势，本文针对车身设计提出了一种通过空气动力学性能分析来确定造型的工业设计方法，并对汽车三维外流场进行了数值模拟。
所分析的模型选择某豪华轿车l：1实车模型，对实车模型作了如下简化：忽略车身外部突起物如后视镜、刮雨器等部分；没有考虑车轮影响；对车身底部做了简化，没有模拟车底真实的几何形状。
本文主要对车身的尾部倾角和离去角进行分析，通过改变的角度大小，来进行仿真模拟，从而得出了阻力系数、升力系数随着两个角度的变化所发生的改变。
利用FLUENT进行模型分析，得出车身表面压力分布图、压力场的流态显示，并计算了相应的阻力系数，从而较好地模拟了轿车的外流场，确定了车身空气动力学特性，并对模型在不同的边界条件下和不同的湍流模型下进行了比较和分析，为数值模拟的实用化做了一些有益的尝试。
汽车车身设计的空气动力学优化
汽车车身设计的空气动力学优化近年来，随着汽车工业的飞速发展，汽车的空气动力学优化变得越来越重要。
优化车身设计可以减少空气阻力，提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性。
本文将探讨汽车车身设计的空气动力学优化，旨在提供一些设计原则和技术方法供工程师参考。
一、减少阻力的设计原则1.1 流线型设计流线型设计是汽车空气动力学优化的基础。
车辆外形应该尽量光滑，减少空气流动的阻力。
车身前部应具备较低的气动阻力系数，以降低前风阻。
车身尾部一般采用斜坡状设计，以减小空气波动带来的阻力。
1.2 减少细节设计的空气阻力一些细节设计也会对车辆的空气动力学性能产生重要影响。
例如，减少侧面镜的空气阻力，可以采用更小的侧面镜设计或者隐藏式侧面镜。
减少车辆下部的空气阻力，可以采用护板或者下方护肚等设计。
二、空气动力学优化的技术方法2.1 CFD仿真分析计算流体力学（CFD）仿真分析是汽车空气动力学优化的一种常用方法。
通过使用CFD软件模拟汽车在不同行驶工况下的气流流动，可以研究和分析车身在不同设计参数下的气动性能。
在仿真分析的基础上，工程师可以对车身设计进行优化，以达到减少阻力、提高燃油经济性的目的。
2.2 风洞试验风洞试验是另一种常用的汽车空气动力学优化方法。
通过在模型车辆上安装传感器，测量车身表面的压力和流速分布，可以获得车身在不同工况下的阻力和升力等数据。
根据风洞试验结果，工程师可以对车身进行调整和优化，以获得最佳的空气动力学性能。
2.3 洛斯模型洛斯模型是一种常用的车辆气动性能预测方法。
通过测量车辆各个部件的气动力系数，可以得到整个车身的气动力系数。
这种方法可以帮助工程师快速评估车辆的空气动力学性能，并通过优化车辆的外形和细节设计，提高车辆的空气动力学性能。
三、汽车车身设计的挑战和未来发展汽车车身设计的空气动力学优化面临一些挑战。
例如，电动汽车的出现给车身设计带来了新的要求，因为电动汽车通常具有更高的能效要求。
此外，日益严格的排放法规和不同市场对车辆安全性能的要求，也对空气动力学性能提出了更高的要求。
空气动力学改装车辆外观设计的新思路
空气动力学改装车辆外观设计的新思路随着汽车行业的快速发展和消费者对个性化定制的需求增加，改装车辆已经成为一种流行的趋势。
而在改装车辆的过程中，外观设计是最直观也是最重要的一环。
为了满足消费者对车辆外观的独特需求，空气动力学改装成为了一种备受关注的新思路。
本文将介绍空气动力学改装车辆外观设计的新思路及其优势。
一、什么是空气动力学改装空气动力学改装是指在保证车辆外观美观的前提下，通过改变车辆外形、减小风阻系数等手段来提高车辆的空气动力学性能。
通过改装，可以使车辆在行驶时更具稳定性，减少空气阻力，提高燃油经济性。
空气动力学改装既可以进行整车外观的设计，也可以通过设计增加空气动力学套件等方式进行局部改装。
二、空气动力学改装的优势1. 提高车辆的稳定性：通过减小空气阻力和改善车辆空气动力学特性，空气动力学改装能够提高车辆在高速行驶时的稳定性。
减少风阻系数可以使车辆更好地贴地，减少发生悬浮现象的可能性，提高车辆的操控性和稳定性。
2. 减少空气阻力：空气阻力是车辆行驶时需要克服的主要阻力之一。
通过空气动力学改装，可以减小车辆的风阻系数，降低车辆行驶时的阻力，从而降低燃油消耗和排放，提高燃油经济性。
3. 提升外观美感：空气动力学改装不仅可以提升车辆的性能，还可以在外观上增添一些运动感和科技感。
通过改变车辆的线条和造型，使其更加流线型和动感，增加整车的审美价值。
4. 个性化定制：改装车辆已经成为一种展示个性和品味的方式。
空气动力学改装可以根据每个消费者的喜好和需求，进行个性化定制。
消费者可以根据自己的喜好选择不同的空气动力学套件，满足个性化改装的需求。
三、实施空气动力学改装的具体方法1. 整车外观设计：在整车外观设计过程中，可以考虑采用流线型的线条和曲面，减少车身的棱角和突出部位，使车辆的外形更具空气动力学特性。
通过细腻的线条和曲面设计，可以降低风阻系数，提升车辆的空气动力学性能。
2. 增加空气动力学套件：除了整车外观设计外，还可以考虑增加一些空气动力学套件，如前唇、后扰流板、侧裙等。
车辆空气动力学性能的优化与改进技巧
车辆空气动力学性能的优化与改进技巧在车辆设计和制造过程中，空气动力学性能的优化和改进至关重要。
良好的空气动力学性能可以显著提高车辆的燃油经济性、稳定性和驾驶舒适性。
本文将介绍一些优化和改进车辆空气动力学性能的技巧。
一、车身外形设计车辆的外形设计直接决定了空气动力学性能。
为了降低风阻，提高车辆的空气动力学效果，需要采取一些措施。
首先，车辆的前部应该尽量平滑，减少空气的阻力。
其次，车身表面应尽量平整，减少空气的湍流。
并且要避免尖锐的边角设计，以减少空气的分离和湍流现象。
二、气流管理在车辆设计中，可以通过气流管理来优化空气动力学性能。
例如，通过改进车身底部设计，降低车身与路面之间的气流湍流，减少阻力；通过安装车辆下部的护板，使气流得以导向，降低下部空气升力；通过安装车辆后部的扰流板，降低尾部的负压，提高车辆的尾气排放效果。
三、降低车辆高度车辆的高度对空气动力学性能有着显著影响。
较低的车身高度可以减小车辆底部与路面之间的气流空间，降低空气的湍流现象，从而减少风阻。
因此，降低车辆的高度可以有效地优化车辆的空气动力学性能。
四、轮胎和轮毂设计轮胎和轮毂的设计也对车辆的空气动力学性能有一定影响。
优化轮胎的花纹和轮毂的设计，可以减少空气的湍流效应，降低阻力，并提高车辆的稳定性。
此外，选择合适的轮胎尺寸和材质，减少轮胎与路面之间的空气阻力，也是提高空气动力学性能的重要手段。
五、风洞试验和模拟为了更准确地了解车辆的空气动力学性能，进行风洞试验和模拟是必要的。
通过在风洞中模拟车辆在不同风速和角度下的运行情况，可以收集数据并进行分析，从而指导车辆的优化设计。
利用计算机模拟技术，可以在设计阶段就对车辆的空气动力学性能进行评估和优化，提高设计效率。
六、受控活塞运动技术受控活塞运动技术是一种用于改善车辆空气动力学性能的创新技术。
通过在车辆尾部安装特殊设计的活塞，可以改变尾部的空气流动情况，减小尾部的负压，降低空气阻力。
这种技术适用于不同类型的车辆，尤其对于高速运动车辆效果显著。
基于空气动力学的车身造型设计的开题报告
基于空气动力学的车身造型设计的开题报告题目：基于空气动力学的车身造型设计一、选题背景随着汽车的普及，人们对于汽车的性能和外观的需求也越来越高，其中车辆的空气动力学性能成为一个关键因素，尤其是对于高速行驶的车辆而言。
车辆的空气动力学性能不仅仅影响着车辆的燃油经济性，还影响着车辆的操控稳定性和减少噪音特点。
因此，基于空气动力学的车身造型设计已经成为了汽车设计领域中一个关键领域。
二、研究目的本研究旨在研究基于空气动力学的车身造型设计对于汽车的性能和外观的影响，包括其对车辆的三维流场分析、升阻比、气动噪音和排放特性等方面的影响。
同时，研究如何在车身造型设计中结合空气动力学知识，提高车辆的性能和外观。
三、研究内容1.对汽车空气动力学及其基本理论进行研究和探讨，分析车身造型设计的原理和方法。
2.利用数值模拟和试验相结合的方法，探索汽车车身各个部位的流场变化规律，分析并确定空气动力学参数的影响因素，如机翼、风阻系数、升力系数等。
3.基于空气动力学原理，探索车身各部位的结构设计，优化车身的气动学特性，提高车辆的性能和外观。
4.开展实验验证和计算模拟，对比改进后的车身工程试验数据和仿真结果的变化。
四、预期成果本研究预期结果是：1.能够掌握基于空气动力学的车身造型设计方法及其原理。
2.分析和定量评估车身各部位的气动学特性，优化车身设计。
3.在改进车身外观的同时，提高车辆的燃油经济性和操控稳定性。
五、研究意义本研究能够为汽车设计界提供指导性的参考，进一步提升车辆的安全性、舒适度、性能和环保性能。
此外，本研究能够为汽车制造企业提供优化车身结构，节省生产成本的方法，为汽车制造业的转型升级提供新的思路。
汽车空气动力学性能的优化与改进
汽车空气动力学性能的优化与改进随着汽车行业的不断发展，人们对汽车性能的要求也越来越高。
其中，汽车空气动力学性能的优化与改进成为了一个重要的研究方向。
本文将从多个角度探讨汽车空气动力学性能的优化与改进方法，以及相关的技术和应用。
1. 空气动力学对汽车性能的影响汽车在行驶过程中，空气对其运动产生了显著的阻力和升力。
因此，空气动力学性能的优化可以增加汽车的稳定性，降低油耗，提高车辆的驾驶舒适性和安全性。
2. 外观设计的优化外观设计是影响汽车空气动力学性能的重要因素之一。
合理的车身线条和设计可以减少空气阻力，提高汽车的行驶稳定性。
通过使用流线型设计、降低前后挡风玻璃的倾斜度以及减少车身的棱角等方式，可以减少汽车在行驶中的空气阻力。
3. 底盘的优化底盘是汽车空气动力学性能的另一个重要组成部分。
通过对底盘的改进，可以减少车辆与地面之间的空气流动阻力，提高汽车的操控性和加速性能。
一种常见的底盘优化方式是降低底盘高度，减小车底与地面之间的间隙，从而降低了空气流动的阻力。
4. 空气动力学模拟与优化设计利用计算机辅助设计软件进行空气动力学模拟与优化设计是一种高效的方法。
通过建立数值模型，可以对汽车在不同速度下的空气动力学性能进行仿真分析。
根据仿真结果，可以优化设计汽车的外形和底盘结构，进一步提升其空气动力学性能。
5. 空气动力学装置的应用在一些高性能汽车中，空气动力学装置的应用可以进一步提升汽车的空气动力学性能。
例如，后扰流板、前唇和侧裙等装置可以增加下压力，提高汽车在高速行驶时的稳定性。
此外，利用尾翼和排气系统的引导装置，可以有效减小汽车在高速行驶时的升力和空气阻力。
6. 车辆安全性与空气动力学的平衡在追求汽车空气动力学性能的同时，还需要注意与车辆安全性之间的平衡。
过分追求空气动力学性能可能会降低汽车的通过性、抗侧风能力和避免碰撞时的保护能力。
因此，在进行汽车空气动力学性能的优化与改进时，需要综合考虑车辆的安全性能。
汽车车身外形优化设计与空气动力学分析
汽车车身外形优化设计与空气动力学分析随着汽车工业的发展，对汽车车身外形的设计也越发重视。
一个合理的外形设计可以显著影响汽车的性能，尤其是在空气动力学方面。
本文将介绍汽车车身外形优化设计与空气动力学分析的相关内容。
一、汽车车身外形设计的要求汽车车身外形设计是将美学与功能性相结合的过程。
外形设计应具备以下要求：1.降低空气阻力：汽车在行驶过程中会受到空气阻力的影响，使得汽车需要更多的能量来推动其前进。
通过优化车身外形，可以减少空气阻力，提升汽车的能效。
2.优化空气流动：一个有效的车身设计可以使空气流经汽车的表面时更加顺畅，减少气流的涡旋和湍流，从而降低噪音和震动，并提高行驶的稳定性。
3.提升汽车的外观美感和品牌价值：好的外形设计可以使汽车看起来更加时尚、动感和独特，提升消费者的购买欲望并增加品牌价值。
二、汽车车身外形优化的方法为了实现以上的要求，汽车车身外形的优化需要考虑多个因素。
以下是一些常见的优化方法：1.流线型外形设计：通过设计流线型车身，可以减少气流的阻力，提高汽车的能效。
流线型设计要求车身的前端尽量收窄，后端逐渐变宽，以及减少车身的棱角和突起。
2.减小空气阻力的设计：通过减小车身面积、降低车身高度、缩小前后轮的间隙等方式，可以减小汽车受到的空气阻力，提高风阻系数。
3.借鉴仿生学原理：仿生学是生物学、物理学和工程学的交叉领域，通过学习和模仿自然界的形态和结构，来优化工程设计。
在汽车设计中，可以借鉴仿生学原理，如鱼类的流线型身形、鸟类的翼状结构等，来改善汽车车身设计。
4.使用先进的材料：采用轻量化材料，如碳纤维复合材料，可以减轻车身重量，提高燃油效率，并减少碳排放。
三、空气动力学分析与验证为了验证汽车车身外形优化设计的有效性，可以进行空气动力学分析和仿真。
通过计算流体力学（CFD）仿真软件，可以模拟汽车不同速度下的风阻、升力、气动力和湍流等参数，评估设计方案的优劣。
空气动力学分析可以帮助设计师理解空气流动的特征和趋势，并基于分析结果进行优化。
空气动力学与车辆外形设计的关系研究
空气动力学与车辆外形设计的关系研究近年来，汽车工业发展迅速，汽车形态也发生了巨大的变化，这些变化中的一个重要特征就是汽车外形设计的不断更新换代。
在这个过程中，空气动力学逐渐成为车辆外形设计的一个重要研究方向。
为了探讨空气动力学与车辆外形设计的关系，本文将从以下几个方面详细阐述。
一、空气动力学的基本概念空气动力学是研究流体的运动与力学问题的学科，是应用于飞行器、船舶、汽车等交通工具中的重要学科。
所谓的流体包括气体、液体和粉尘颗粒等。
空气动力学与车辆外形设计的关系除了涉及到空气流动的规律，还包括能量转换和损耗等方面。
二、车辆外形设计与空气动力学车辆外形设计与空气动力学的关系非常密切。
在传统的汽车造型设计中，风阻系数是一个重要考虑因素。
与传统造型设计不同，现代汽车的设计强调的是空气动力学效率，包括最小化能耗、最高速度和方向稳定性等方面。
而空气动力学效率是由车辆的外形设计决定的。
一款好的设计不仅要满足车辆性能的要求，还需要保证车辆的空气动力学性能合理。
三、车辆外形设计中考虑的因素在车辆外形设计过程中，考虑到空气动力学因素的原则是尽量减小阻力系数。
这就要求设计师在考虑车身形状、前、后视角和底-floor等方面使用先进的涡流分析工具，以避开空气流体中的各种压力点并最大化流体动量。
更具体的因素包括车身长度、宽度、高度、风切线和气流擦尘等。
根据这些因素设计出的整体结构可以最大限度地减小车辆的空气阻力，从而提高车辆的性能。
四、实例与实践车辆外形设计和空气动力学的关系在实践中得到了充分的验证。
举个例子，金融危机期间，许多汽车制造商都对车辆外形设计进行了大量的调整，寻求更加有效的解决方案。
而其中不少汽车制造商采用了先进的涡流技术，以减轻车辆阻力，降低燃油消耗。
在实践中，逐步完善的研究表明，高度利用流体动力学的制造方法可以大大优化流体动量分配，以提高车辆的性能和燃油经济性，从而增加其竞争力。
总之，空气动力学在车辆外形设计中扮演了非常重要的角色。
空气动力学在车身造型设计中的应用及发展趋势
空气动力学在车身造型设计中的应用及发展趋势摘要随着汽车行业的高速发展，汽车的性能也随之提高，高速导致行驶中汽车的燃油消耗大大提高，也提高了驾驶中的安全隐患。
通过将空气动力学应用在汽车造型中是节能减排的重要手段。
本文主要分析国内外空气动力学在汽车造型上应用的现状，并且论述了汽车空气动力学中的主要问题，最后对汽车空气动力学未来的发展趋势进行了展望。
引言汽车行业作为我国制造业未来发展的重要趋势，现今汽车的发展，空气动力学性能成为汽车设计的首要标准。
随着人们对环境保护的愈加重视和经济的高速发展导致高昂的油价，推动着研究人员开发更加低油耗的汽车。
一个优秀空气动力学的设计，不仅可以实现超低风阻大幅度减少油耗，而且利用提高了车身的稳定性。
但是由于车辆的燃油问题，整个汽车的行业的发展正面临着窘境，我国汽车使用的内燃机热效率只能达到35%～40%。
较低的热效率导致汽油更加的短缺，所以一个符合空气动力学的造型设计已成为车企主要考虑的因素。
国内应用现状自上世纪七十年代的燃油危机，导致国内整个汽车行业开始重视汽车空气动力学的研究。
大批的车企开始投入资金进行风洞试验、数值模拟和道路试验，以通过优化汽车外形来降低燃油消耗。
虽然国内的汽车空气动力学发展较晚,但是现在的技术丝毫不逊色与国外, 汽车空气动力学已成为我国车企主要发展方向。
在国内汽车空气动力学主要应用在提高燃油经济性、侧风稳定性、发动机冷却性能和驱动性。
[1]在汽车驾驶中，驾驶员在车内会有各种各样的噪声，虽然车外的噪声经过车门的过滤会大大降低，但是发生在汽车内部的噪音，比如来自发动机怠速噪音、轮胎与地面的摩擦声、汽车高速行驶与空气的摩擦声——风噪。
其中风噪主要是由于在高速行驶时车外空气流速快速增高而产生的负压所导致的，也就是空气的挤压效应。
这时使用导流板可以有效地减少了车辆在高速行驶时产生的空气阻力，从而大大降低噪音。
汽车造型的发展和仿生学密不可分。
例如甲壳虫、鸟类，鲨鱼等，这些动物都因有独特的身体造型可以在快速的行动时受到的空气阻力较小。
基于空气动力学的车身改进设计
基于空气动力学的车身改进设计作者：王骏林来源：《汽车世界·车辆工程技术（上）》2019年第05期摘要：我国国民经济以及汽车制造相关技术的发展为汽车工业的发展带来一定的经济以及技术基础，同时汽车工业的发展也必然是未来推动我国国民经济进一步发展的支柱产业之一，在我国中产阶级队伍不断扩大的影响下，导致对于汽车的消费得到了显著的提升，也就是意味着我国的汽车市场依旧具备着很大的发展前景，人们在购买汽车的时候，目光主要集中在性能、价格以及外观之上。
这也就是要求汽车工业的设计人员在进行汽车车身设计工作的时候，也需要站在三个角度上做到全面的考虑问题。
基于此本文就从车身在改进设计环节中需要遵循的入手，并在文后针对车身的具体改进设计方案进行了叙述，以期对今后的汽车工业发展有所帮助。
关键词：空气动力学;车身改进设计;原则;改进措施1 在空气动力学原理上进行车身改进设计的原则分析自从20世纪开始，人们就一直在研究将空气阻力最小化的车身造型。
具体的目标可以总结为如下的这句话：在接近地面的情况下，同时将机械设计制造、人体工程学等方面的实际需求完全满足的同时具备着最小空气阻力的车身基本理想外形。
在这项工作中改造的技术路线主要分为局部的细节及全面设计优化，在这种情形下，空气动力学中的原理对于车身的改进以及设计工作是十分关键，在逐步的实践环节中人们又进一步认识到了如下的两个问题：第一，在汽车上使用空气动力学理论的时候需将同类型汽车的同质化问题予以避免。
第二，汽车需要同时具备较好的空气动力特点及鲜明的风格，同时也认识到车身的局部优化需要建立在汽车本身具有良好的空气动力特性的基础上。
在本文中提出的针对车身进行改造设计师全面的设计优化，就是从实际的情况出发，将车身进行柔性化的改造工作。
空气流场中的各个部分本身就是一种相互影响的关系，这也就是说汽车自身造型只要出现了部分的改变，也就必然会影响到其他部分的空气流场。
基于此，从相关的专家系统以及虚拟仿真等技术层面出发本文提出了一种柔性化汽车改造方式，也就是从之前获取出色空气动力特性的理想型车身要求出发，通过对汽车进行整体设计上优化实现完全满足相应的功能、结构与工艺、人体工程学、安全法规及审美效果等诸多方面要求的车身造型。
基于空气动力学的汽车车身优化研究
基于空气动力学的汽车车身优化研究汽车车身优化研究一直是汽车制造业的重要研究领域。
通过优化汽车车身设计，可以提高汽车的性能，减少油耗，并且使驾驶更加舒适和安全。
空气动力学是汽车车身优化设计不可或缺的一部分，因为空气动力学可以帮助设计师理解汽车和空气之间的关系，并设计出更加流线型，降低空气阻力的车身。
第一部分：汽车空气动力学的基本概念汽车空气动力学是通过理解空气流动特性和其对汽车的影响来优化汽车设计的学科。
在汽车运动中，空气流动会对汽车升力和阻力产生影响，从而影响汽车性能。
和其他流体力学问题（例如飞行器的空气动力学）不同的是，汽车运动中空气流动问题更加复杂，因为汽车在行驶中会遇到各种不同的气流和驭风，这些气流和驭风可能会影响汽车的表现。
汽车车身的流线型设计是提高汽车性能的重要手段。
流线型车身可以减轻空气阻力，从而减少汽车油耗，并提高汽车行驶稳定性。
第二部分：汽车车身优化设计流程及方法汽车车身优化设计包括以下步骤：1. 开展前期研究和分析，分析汽车空气动力学的基本特征和相关数据，例如空气阻力系数和升力系数。
2. 设计初步车身模型，并基于空气动力学的原理和方法进行模拟分析。
3. 根据模拟分析结果，对模型进行多次优化设计，并进行各项参数实验。
确保车身在各个方面的性能表现都较为优秀。
4. 通过模型检测认证，确保设计完美符合车辆安全标准，以及模型制造配件技术的可行性。
汽车车身的空气动力学优化设计方法包括：1. 使用 CAD 软件进行车身建模和仿真分析。
2. 进行流体动力学仿真，分析空气流动如何影响汽车行驶表现。
3. 进行风洞实验，模拟汽车高速行驶的实际情况。
4. 在模拟和实验的基础上，进行车身形态优化和气动外形优化。
第三部分：汽车车身优化设计的应用汽车空气动力学优化设计已经被应用于自主品牌的车型开发中。
一些汽车企业在车身优化设计与制造上投入了大量的研发和生产经费，从而大大提高了汽车行驶的性能。
例如，特斯拉 Model S 的车身形态设计减少了空气阻力，大大增加了其续航里程。
车辆车身空气动力学的优化设计
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基于空气动力学的车身改进设计
基于空气动力学的车身改进设计
范平清;赵波
【期刊名称】《上海工程技术大学学报》
【年(卷),期】2009(023)003
【摘要】以奥迪TT轿车为例,依据空气动力学理论,运用相关有限元软件对原始车身进行风洞试验仿真分析.从中发现不足之处,进而提出改进方案,以降低车身的空气阻力系数.经对改进后的车身再次进行仿真分析,验证了改进方案的准确性和稳定性.【总页数】4页(P209-212)
【作者】范平清;赵波
【作者单位】上海工程技术大学,汽车工程学院,上海,201620;上海工程技术大学,汽车工程学院,上海,201620
【正文语种】中文
【中图分类】U463.82+1
【相关文献】
1.基于空气动力学的车身造型设计 [J], 赵波;屠建中
2.基于外流场分析的汽车车身空气动力学性能改进 [J], 夏小均;赖诗洋;丁良旭;陈德兵;何大军
3.基于空气动力学汽车车身优化改进研究 [J], 隋丽娜
4.基于空气动力学的车身改进设计 [J], 王骏林
5.基于空气动力学的汽车车身优化改进研究 [J], 李易;廖臻彦
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基于空气动力学汽车车身优化改进研究
基于空气动力学汽车车身优化改进研究与原有的车身造型研发技术进行对比，建立在空气动力学基础上的车身造型研发方式具有更加明显的汽车节能性与环保性优势。
并且，汽车造型工艺以及空气动力学的基本原理之间具有内在联系。
基于整车参数建立车身和风洞的三维模型并进行网格划分，建立车身空气动力学的有限元模型。
采用k-ε湍流模型，利用耦合式求解器对车身进行外流场的仿真分析，得出影响车身外流场的汽车结构性能参数.对影响车身气动性变化的结构因素进行仿真分析，并以此为依据对原始车身模型进行气动造型优化.对改进的车身进行仿真分析，结果显示气动阻力和气动升力都有所降低，验证改进方法的有效性，为汽车车身的优化研究提供新的参考方法。
标签：汽车车身;气动阻力;气动升力;优化1 研究背景作为汽车的重要组成部分，汽车车身一直都是汽车开发的重点.而汽车的动力性、燃料经济性与操纵稳定性都受到气动力的影响.因此，汽车空气动力学越发受到重视，如何获得拥有良好气动性的汽车车身也成为现代汽车工业中的重要课题，而汽车外流场分析则是对汽车车身进行气动造型优化的重要途径[1]。
汽车在高速行驶时，气动阻力在行驶总阻力中占了很大的比例，因此降低汽车车身的气动阻力系数是很有必要的.较低的气动阻力系数能够降低汽车的气动阻力，有效提升汽车的动力性并且减少其燃油消耗和废气排放量.汽车行驶中由于上部与底部气流速度差产生的气动升力减小了汽车的抓地力，使得汽车“发飘”，影响了汽车的操纵稳定性，这就需要减小汽车的气动升力系数.除此之外，合理的汽车气动布局也能够改善汽车高速行驶时的操作稳定性。
2 汽车外流场仿真分析2.1车身和风洞的仿真模型建立整车性能参数见表1.由于车身的对称性，为提高计算的效率，采用一半车身进行分析，以此来降低计算量并节约时间。
原车模型由于存在多个曲面与细小部件，会给网格划分带来难度，并且使得网格质量下降，计算时难以收敛.因此建模过程中，用光滑的曲面来替代进气格栅;汽车的车底简化为光滑曲面;去除车身的细小部件，如车门手柄，雨刮器等;车身细小缝隙用光滑曲面填平;车轮用简单圆柱体来替代，并在轮胎與地面接触的地方建立台阶，以此模仿轮胎承重变形，防止轮胎面与地面的网格距离过近而无法生成正确的边界层[2]。
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基于空气动力学的车身设计改进
刘远臻左亚会姜康高兴良
(襄樊学院机械与汽车工程学院湖北襄樊 441053)
【摘要】：基于空气动力学，通过多种方法对汽车进行模拟实验并提出车身设计改进方法。
从而减小汽车的气动阻力系数，提高汽车的动力性和燃油经济性并全面提升汽车的性能。
【关键词】：气动阻力气动阻力系数风洞实验数值仿真分析
引言
本文针对小轿车设计时造型面进行气动阻力计算,主要通过风洞测试法和数值仿真分析法分析车身表面气动阻力、三维车身压力云图、外流场流线图等结果。
找到影响气动阻力大小的关键因素,然后根据其不同部位所受阻力大小的不同对车身的设计进行改进。
从而减小总体的气动阻力，提升汽车的整体性能。
正文
一、气动阻力对汽车性能的影响
气动阻力是汽车在行驶的过程中，汽车车身上部和下部结构差异导致上下气流的不同而形成的压强差，这种压强差直接阻碍了汽车的运行，我们称之为气动阻力。
气动阻力主要由压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干涉阻力和内流阻力组成。
其中, 压差阻力约占汽车总气动阻力的50%～65%, 是气动阻力的主要组成部分。
由于压差阻力的大小主要取决物体的形状, 所以又称为形状阻力; 摩擦阻力是由于空气的粘性作用使得空气与汽车车身表面产生摩擦而形成的阻力, 约
占汽车总气动阻力的6%～11%; 诱导阻力是有车身附着涡诱导而成的, 约占汽车总气动阻力的8%～15%; 干涉阻力是由于汽车外表面上的各附件和孔眼、凹槽及缝隙所引起的气流干涉而导致的阻力, 约占汽车总气动阻力的5%～16%; 内流阻力是指由汽车发动机和制动器冷却气流以及乘员舱通风和空调的气流引起的阻力, 约占汽车总气动阻力的10%～18%。
气动阻力的表达式是：
2/S C 2d x F ∞=ρυ
式中，∞υ为汽车速度，S 为汽车的迎风面积，d C 为汽车的气动阻
力系数。
气动阻力系数d C 是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一
个标准。
d C 越小，说明它受空气阻力影响越小，反之亦然，因此说气
动阻力系数越小越好。
一般来讲，我们在马路上看到的大多数轿车的风阻系数在0.28～0.4间，流线性较好的汽车如跑车等，其气动阻力系数可达到0.25左右，一些赛车可达到0.15左右[1]。
汽车所受到气动阻力直接影响到汽车的操纵稳定性,并会减弱汽车动力的发挥，进而影响汽车的动力性和燃油经济性。
根据测试，当一辆轿车以80公里/时前进时，有60%的耗油是用来克服气动阻力的，因此，减小汽车的气动阻力是非常重要的。
很显然，在气流速度一定情况下想要减小气动阻力系数只能对车身设计进行改进。
目前，研究车的身造型设计的实验方法有风洞实验法和数值仿分析法。
二、研究方法
㈠风洞试验法：风洞是利用巨大的风扇，把空气吸入管孔中，再利用整流板及管孔渐小的设计，把吸进的空气加以整流和加速，使之
达到所需的风速，然后再送入风洞的试验段中．在设计和改进汽车时，作出相应的模型或实物，并放入风洞进行空气动力学测试。
汽车风洞的主要实验功能的主要包括：1.测量气动力和气动力矩。
2.测量汽车表面压强。
3.模拟风洞地面效应。
4.空气动力学激光三维流态显示试验。
风洞试验包括模型试验和全尺寸实验两种
（1）模型试验:先使用相当于实际体积30%或者60%的汽车模型来进行初期的风洞试验。
通过这个环节，可以快速判断出车身线条的空气动力学表现如何，并且对体积较大的部分进行调整——比如风挡的角度、弧度，还有保险杠的形状，直到汽车整体线条的元素得到确定。
（2）全尺寸试验:制造出一个与实际大小相同的试制车，在风洞中对车身上每一个细小的部分进行详细的测试和改进。
包括中网的形状、制动盘片能否获得足够的气流用于冷却等等。
在车速不断升高的情况下，每个部件的形状对气流造成的影响都会成倍放大。
所以，全尺寸试验中对外观细节的改进积累在一起之后，足以极大的改变汽车性能。
风洞测试时要注意的技术问题
(1)用模型在风洞中测试的汽车空气阻力系数
C值有10％～20％
d
误差，因为试验所用的模型很难与汽车原型做到几何相似和空气动力学相似。
(2)汽车沿道路行驶时，空气相对于路面的速度为零(假设无自然风时)，在路面上不存在边界层．而在风洞中空气相对于模型或原型
支承面有运动，从而形成了边界层，使
C值的测试有误差．
d
风洞或实车道路空气动力学特性试验包括：1.通过表面丝带法和网格丝带法测试车身表面流态；2.通过烟度发生器实施烟流法测试汽车车身周围流态；3.通过荧光添加剂喷雾法和水流模拟法进行流动模拟试验，以及用高速摄影法对雨水和灰尘流动特性进行印证；4.通过肥皂泡法、丝带法和烟流法，对发动机室和驾驶室内的气流流态进行试验印证；5.通过滑石粉法和泥土熏量分析法印证泥垢附着状态等．
风洞测试实验是测量汽车空气阻力系数的最有效方法之一，为汽车车身设计提供了比较全面的数据，为研究和分析汽车的空气阻力系数提供了一种便捷的途径。
国内外一些先进的汽车制造和设计企业都非常重视风洞试验对于汽车空气动力学的研究，新产品也大都是在风洞中开发出来的[2]。
㈡数值仿真分析法
数值仿真分析法是目前空气动力学中最重要的一种方法，也是目前对汽车外形变化对三维流场特性的影响方面预测最有效的方法，非常适合用于对汽车外形的造型分析[3]。
虽然运用软件在理想情况下对汽车模型进行仿真分析有一定的误差和不确定因素存在，但这种方法的确给我们提供了大量的有效的数值，并且根据模拟数据绘出的三维车身压力云分布图和外流场流线图能让我们更直观的对无形的空气阻力进行分析。
根据试验的CAD模型，在STAR软件总生成600万的单元节点，模拟行驶中的车身周围气流的变化，用非结构网格算法算出的车身前部、车底、地面和中心对称面上压力的分布以及；横截面的速度矢量分布、纵向涡量、总压损失等数值[4]。
然后利用STAR-CD处理器对模拟结果进行处理，可得到模型受到的气动阻力、三维车身压力云图、外流场流线图等结果, 分析这些结果, 可以了解该模型车的气动阻力性能[5]。
三．车身设计的空气动力学改进
通过风洞实验和数值仿真分析法我们发现显示虽然这两种实验方法都有一定的误差，但是车身表面的压强分布以及车身流线分析结果却大致相同。
因此，我们就对这两组数据进行分析和研究，以改进气动阻力系数。
由车身表面的压强分布情况可知。
车头保险杠部位是高压区，承受着来自正面气流产生的压力，发动机室盖前缘、前探照灯一小部分受到负压力，这是结构上的转角，气流在此处产生分离，而使其附近产生真空地段，从而出现负压。
同时，该车的尾部表面也出现一个高压区，由于在车顶盖与后窗玻璃光滑圆角过渡，气流在顶盖后边缘没表现出明显的气流分离，而是沿着玻璃向下流，直到玻璃下边缘位置，与车身侧面流过的气流混合形成复杂涡系。
对车身的流线分析，从流经车身上部的流线的稳定性，不难发现，车顶部气流在后窗玻璃部位并没有形成涡街，这种影响是有益的，它在某种程度上减少了后部表面上过早发生气流分离现象。
通过仔细观察车后部出现的涡流，发现涡旋来源于侧面气流的分离及车底部气流
的分离。
该涡流随着气流的流动向两边分散，并且在上部气流的压力作用下越来越靠近地面。
这种靠近地面的呈螺旋状的涡，在汽车调整行驶时，会吸起地面灰尘，对后保险杠造成污染，加速它的老化[6]。
对应研究中发现的问题，我们提出改进方案如下：
改进后的车身整体高度降低，一些连续处修改得相对平滑，车顶曲线相对高一些能够降低空气阻力系数，但也可能增加迎风面积，具体车型还需作更详细分析。
在车头、引擎盖和车尾等处做较大改动，前后风窗与水平面的夹角修改到了合适角度，前风窗为28°左右，后风窗的适当角度在10°～ 28°，前风窗与引擎盖和后风窗与车尾也作了平滑处理，使气流运动平稳，减小了气动阻力，提高车身的稳定性和安全性[7]。
结语
以空气动力学为基础，通过风洞测试实验对汽车进行分析。
同时，用数值仿真发进行补充和验证。
得到了比较有效地数据，从而得出了细致的改进方法来减小气动阻力系数。
虽然改进结果不够完善，但是这种实验探究方法必定是今后重点发展的对象。
【参考文献】
[1]. A.J塞伯.里尔斯基.汽车空气动力学
[M]杨尊正邹仲贤译
北京：人民交通出版社1988
[2].黄向东汽车空气动力学与车身造型
[M]北京：人民交通出版社2000
[3].庄继德谢金法高峰三位湍流轿车外流场数值模拟
[M]吉林工业大学自然科学学报1999
[4].王福军计算流体动力学分析
[M]北京：清华大学出版社2004
[5].张扬军吕振华汽车空气动力学数值仿真研究进展
[J]汽车工程2001
[6].张国忠．现代设计方法在汽车设计中的应用
[M]．沈阳：东北大学出版社，2002．
[7].吴亚良现代轿车车身设计
[M]上海：上海科学技术出版社1999
【作者简介】：刘远臻（1990-），男（汉），襄樊学院机械与汽车工程学院，工业工程0911，学生。
单位地址：湖北襄樊学院机械与汽车工程学院
邮编：441053
基金项目：襄樊学院大学生科研项目
指导教师：李和襄樊学院与汽车工程学院。