汽车空气动力学知识点总结汇总
空气动力学前六章知识要点
空气动力学基础前六章总结第一章 空气动力学一些引述1、 空气动力学涉及到的物理量的定义及相应的单位①压强：是作用在单位面积上的正压力，该力是由于气体分子在单位时间内对面发生冲击（或穿过该面）而发生的动量变化，具有点属性。
0,lim →⎪⎭⎫ ⎝⎛=dA dA dF p 单位：Pa, kPa, MPa 一个标准大气压：101kPa②密度：定义为单位体积内的质量，具有点属性。
0,lim →=dv dvdm ρ 单位：kg/㎡ 空气密度：1.225Kg/㎡③温度：反应平均分子动能，在高速空气动力学中有重要作用。
单位：℃ ④流速：当一个非常小的流体微元通过空间某任意一点的速度。
单位：m/s ⑤剪切应力：dy dv μτ= μ：黏性系数 ⑥动压：212q v ρ∞∞∞= 2、 空气动力及力矩的定义、来源及计算方法空气动力及力矩的来源只有两个：①物体表面的压力分布 ②物体表面的剪应力分布。
气动力的描述有两种坐标系：风轴系（L,D ）和体轴系(A,N)。
力矩与所选的点有关系，抬头为正，低头为负。
cos sin L N A αα=- ， s i n c o s D N A αα=+3、 气动力系数的定义及其作用气动力系数是比空气动力及力矩更基本且反映本质的无量纲系数，在三维中的力系数与二维中有差别，如：升力系数S q L C L ∞=（3D ），cq L c l ∞='（2D ）L L C q S ∞≡,D D C q S ∞≡,N N C q S ∞≡,A A C q S ∞≡,M M C q Sl ∞≡,p p p C q ∞∞-≡,f C q τ∞≡ 二维：S=C(1)=C4、 压力中心的定义压力中心，作用翼剖面上的空气动力，可简化为作用于弦上某参考点的升力L,阻力D 或法向力N ，轴向力A 及绕该点的力矩M 。
如果绕参考点的力矩为零，则该点称为压力中心，显然压力中心就是总空气动力的作用点，气动力矩为0。
汽车空气动力学资料精
第八章 汽车空气动力学
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主要内容
HBQY
一、绪论 二、汽车空气动力学概述 三、汽车气动力对汽车性能的影响 四、汽车空气动力学设计 五、汽车空气动力学试验
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通过研究发动机和制动器的冷却气流来提高发动机和制动器的性能和冷却 效率。 （4）通风、采暖和制冷
为了改善乘坐舒适性，通常要进行通风、采暖和制冷的研究。通过对空气 进出口位置、风量、风速、风路以及空调选型与布置来优化车身内部气流环 境。 （5）汽车空气动力学专题研究
除上述四种研究内容以外，还有改善雨水流径、减少表面尘土污染、降低 气动噪声、侧向风稳定性以及刮水器上浮等专题研究。湖北汽车工业学院汽车工程系
Ø 在汽车发明后的最初十几年，车速很低，空气动力学没有真正 提到议事日程。
Ø 空气动力学起源于研究道路车辆的气动阻力问题，但在航空航 天领域发展迅速。
Ø 最早按照空气动力学观点设计的汽车是1899年比利时人卡米勒. 詹那兹设计的炮弹型汽车。
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HBQY
a）基本形造型阶段
Ø 汽车空气动力学发展的第一阶段是从20世纪初期开始的，人们 从外形上注意了空气动力特性，把它总结为基本形状化造型阶 段。
Ø 基本型是人们直接将水流和气流中的合理外形应用到汽车上， 采用了鱼雷形、船尾形、汽艇形等水滴形汽车外形。
☞ 1899年由卡米勒·詹那兹（Camille Jenatzy）按空气动力学观 点设计的最早的汽车，车身形状为鱼雷形，长宽之比为4:1。
湖北汽车工业学院汽车工程系
汽车空气动力学
a) 后扰流器起作用
b) 后扰流器不起作用
后扰流器的形状和位置对CD的影响
车头产生负生力的原理
车头造型对前部气动升力的影响
车尾造型对后部气动升力的影响
后扰流器对表面压强的影响
2.5 分离现象与涡流
图所示是物体表面各部位的速度梯度的情况。从a到最 大截面d空气流速逐渐增加，而流过最大截面后，流 速又逐渐减少。由于空气附面层的粘性，e、f、g的流 速已不可能与c、b、a的流速对称，而是更慢，在k处 就使得某微层的速度为零，k以下的微层发生倒流现象， 产生涡流。
分离和涡流耗费能量，使阻力增大。
轿车空气动力学研究内容
2.1 空气动力学基本概念
“流场”——空气动力学中，把流经物体的气流的属性， 如速度v，压强p，密度 等，表示为空间坐标(x,y,z)和时 间t的函数, 如v=v(x,y,z,t)、p=p(x,y,z,t)、 x, y, z, t 分别 称为速度场，压强场和密度场，统称为“流场”。随时间 变化的流场，称究气流的运动，在气流中引人一条假 想的曲线，它任何一点切线的方向都与该时刻气流质点速 度向量的方向相同。流线所给出的，是在同一瞬时，线上 各气流质点运动方向的图形。 “流谱”——在某一瞬时的流场中，许多流线的集合，可 通过流谱来描述气体流动的全貌。
侧壁外鼓尺寸对CD的影响
顶盖上鼓尺寸对CD的影响
后风窗斜度对CD的影响
最佳车尾高度
实例: VW-Passat车后风窗斜度后后行李箱盖的高度对CD的影响
后体横向收缩对CD的影响
车身低部高度对CD的影响
车身低部纵倾角对CD的影响
车身底板纵曲率对CD的影响
前扰流板高度、位置和倾角对气动阻力的影响
2.4 伯努利方程式
汽车空气动力学第二章 汽车空气动力学概述
主编
第二章 汽车空气动力学概述
第一节 气动力和力矩 第二节 汽车的阻力特性 第三节 与汽车相关的流场 第四节 汽车空气动力学特点 第五节 汽车空气动力学的相关学科 第六节 汽车外形与空气动力特性的关系 第七节 汽车最佳气动外形的设计途径
第一节 气动力和力矩
一、气动力和力矩 二、车身表面的压力分布
1.气动阻力
图2-2 FD—09风洞测得的红旗CA774轿车的 气动阻力系数的横摆角特性(v=60m/s)
1.气动阻力
表2-3 各类汽车气动阻力系数的
2.气动升力及纵倾力矩
• 由于汽车车身上部和下部气流的流速不同，使车身 上部和下部形成压力差，从而产生升力。由于升力 而产生绕y轴的纵倾力矩。
• 侧风作用下的轻型高速汽车，车身前部可能有较大 的局部升力，汽车进风口处的冷却气流会使流过车 身的气流发生明显的变化，导致对升力的影响。作 用在汽车上的空气，有35％～40％从车身上面流过， 10％～15％从下面流过，25％从侧面流过，所以减 小车身上下部分的压力差，使大量的气流流经侧面， 可以减小升力;使底板下部流线形化，压低发动机罩 前端，减缓前风窗倾角，都可减小前端的升力。
• 作用于运动汽车上的气动力和力矩,如图2-1 所示，分为相互垂直的三个分力和三个绕 轴的矩。
一、气动力和力矩
图2-1 汽车稳定坐标系
1.气动阻力
• 气动阻力D是与汽车运动方向相反的空气力。 D=qCDA，其中q代表气流动压12ρv2∞。气动 阻力D取决于正面投影面积A和气动阻力系 数CD，而汽车外形的空气动力特性由气动阻 力系数CD来描述。通常正面投影面积取决于 汽车的外形尺寸，这是由设计需要决定的， 因此减小气动阻力就是要减小气动阻力系 数。
汽车空气动力学复习笔记
汽车空气动力学复习笔记本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March1、汽车空气动力学经历了哪四个阶段它们的特点分别是什么答：（1）基本形状化造型阶段：直接将水流和气流中的合理外形应用到汽车上，采用了鱼雷形、船尾形、汽艇形等水滴形汽车外形。
已经开始从完整的车身来考虑空气动力学问题，但限于条件不可能更深入地考虑汽车空气动力学问题。
（2）流线形化造型阶段：提出“最小阻力的外形是以流线形的一半构成的车身”，考虑到了地面效应，尾部气流的分离也是气动阻力系数增加的原因。
减少气动阻力不再是唯一目标，而是同时综合考虑气动升力和侧风稳定性，追求更全面的气动性能。
（3）车身细部优化阶段：着重从已有汽车产品上来改进车身细部气动造型，通过各个细部造型的优化和相互动协调来优化汽车整车的气动性能。
（4）汽车造型的整体优化阶段：从一开始就十分重视汽车外形的整体气动性能，因而开发的实用车型具有优秀的空气动力学特性，整体造型更为流畅，形体更为生动，美学造型和气动造型相得益彰。
2、按基本型设计为什么得不到良好的性能呢答：早期的汽车外形在考虑了流线形化后，气动阻力系数明显地改善了。
但当时没有认识到气流流经这种旋转体时已不再是轴对称，因为把旋转体靠近地面，又加上了车轮及行驶系统，与单纯水滴形的流场已不再相同，造型实用性不强；没有实现“一体化”，气动阻力很大；气流在前端和翼子板处分离后，不能再附着；所以得不到良好的性能。
3、汽车行驶时，除了受到来自地面的力外，还受到其周围气流的气动力和力矩的作用。
来自地面的力取决于汽车的总重、滚动阻力和重心位置。
气动力和力矩则由行驶速度、车身外形和横摆角决定。
4、什么是气动六分力如何产生对汽车动力特性有何影响答：气动六分力分别为：气动阻力、气动升力、纵倾力矩、侧向力、横摆力矩及侧倾力矩。
（1）气动阻力：是与汽车运动方向相反的空气力。
汽车空气动力学
为“非定常流场”;不随时间变化得流场,称做“定常流
场”。
“流线”——为了研究气流得运动,在气流中引人一条假想 得曲线,她任何一点切线得方向都与该时刻气流质点速度向 量得方向相同。流线所给出得,就是在同一瞬时,线上各气 流质点运动方向得图形。
“流谱”——在某一瞬时得流场中,许多流线得集合,可通过 流谱来描述气体流动得全貌。
分离和涡流耗费能量,使阻力增大。
汽车表面得附面层
发动机罩与前风窗凹处得涡系
3、汽车行驶时受到得气动力和力矩
3、1 气动力
将整个汽车外表面上压力合成而得到作用在汽车上得 合力,称为气动力F。合力在汽车上得作用点称为风压 中心,记作C、P。气动力F与气流速度得平方,迎风面 积S以及车身形状系数ＣＦ成正比,即:
基本原则: 1、降低高静压区气体静压,升高低静压区得气体静压; 2、延缓分离现象; 3、负迎角造型,疏导底部气流; 4、使风压中心位于汽车质心之后。
造型上改善空气动力性能得措施
1、汽车前部 使迎面气流顺畅得流过:车头部前端低矮,后倾圆化,保险杠位
置前伸,端面呈凸字形,拐角圆滑,俯视图呈半圆形;
控制底部气流量:设置阻流板; 冷却空气入口处得优化:设置在正压区。
M y Fx Zc Fz X c pqS (Cd Zc Cz X c ) pqSLCMy
横摆力矩Ｍz
M y Fy X c pqSLCMz
侧倾力矩Ｍx
M x Fy Zc pqSLCMx
Xc、Ｚc——风压中心到质心距离; Ｌ——为特征长度,一般指轴距。
气动力和气动力矩
4、汽车气动阻力得组成
造型上改善空气动力性能得措施
2、汽车中部 前后风窗倾角增大; 增大风窗玻璃法向曲率; 前、后柱圆化; 风窗玻璃表面与周围平滑,采用粘贴法安装玻璃; 俯视图中部鼓腰; 最大横截面尽可能后移; 侧面平滑
空气动力学基础知识
空气动力学基础知识目录一、空气动力学概述 (2)1. 空气动力学简介 (3)2. 发展历史及现状 (4)3. 应用领域与重要性 (5)二、空气动力学基本原理 (6)1. 空气的力学性质 (7)1.1 气体状态方程 (8)1.2 空气密度与温度压力关系 (8)1.3 空气粘性 (9)2. 牛顿运动定律在空气动力学中的应用 (10)2.1 力的作用与动量变化 (11)2.2 牛顿第二定律在空气动力学中的体现 (13)3. 空气动力学基本定理 (14)3.1 伯努利定理 (15)3.2 柯西牛顿定理 (16)3.3 连续介质假设与流动连续性定理 (17)三、空气动力学基础概念 (18)1. 流体力学基础概念 (19)1.1 流速与流向 (20)1.2 压力与压强 (21)1.3 流管与流量 (22)2. 空气动力学特有概念 (23)2.1 空气动力系数 (25)2.2 升力与阻力 (26)2.3 空气动力效应与稳定性问题 (27)四、空气动力学分类及研究内容 (28)1. 空气动力学分类概述 (30)2. 理论空气动力学研究内容 (31)一、空气动力学概述空气动力学是研究流体（特别是气体）与物体相互作用的力学分支，主要探讨流体流动过程中的能量转换、压力分布和流动特性。
空气动力学在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车、建筑、运动器材等。
空气动力学的研究对象主要是不可压缩流体，即流体的密度在运动过程中保持不变。
根据流体运动的特点和流场特性，空气动力学可分为理想流体（无粘、无旋、不可压缩）和实际流体（有粘性、有旋性、可压缩）两类。
在实际应用中，理想流体问题较为简单，但现实生活中的流体大多具有粘性和旋转性，因此实际流体问题更为复杂。
空气动力学的基本原理包括牛顿定律、质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。
这些原理构成了空气动力学分析的基础框架，通过建立数学模型和求解方程，可以预测和解释流体流动的现象和特性。
空气动力学总结
汽车空气动力学总结第一章绪言一、何谓汽车空气动力学：以流体力学和空气动力学的基本原理、基本方法，分析汽车绕流汽车时的速度场、压强场，来研究作用在汽车上的气动力、气动力矩及其对汽车造型和性能影响的一门学科。
二、研究内容：1•气动力和气动力矩2.流场3.内部设备的冷却4. 散热通风和空调三、促使汽车空气动力学迅速发展的几个重要原因1.实用车速的提高2.石油危机价格暴涨3.市场竞争日趋激烈，促使各汽车厂家注重汽车性能。
四、汽车设计外形的要素1.机械工程要素：满足构件的布局，易于制造，方便维修。
2.人体工程要素：保证乘员乘坐舒适，上下方便，视野广阔，安全。
3.流体力学要素：满足流体力学方面的要求。
4.商品学要素。
五、小轿车外形的演变1、箱型汽车2、甲虫型汽车3、船型汽车4、鱼型汽车5、楔型汽车6 、未来型汽车各种型号汽车的特点六、货车和客车的造型问题第二章空气动力学基本原理大多数问题在流体力学中都有所设计，不在作详细论述，重要问题：从空气动力学的观点考察作用在汽车上的气动力和气动力矩1、摩擦阻力以边界层反映出的摩擦阻力2、压差阻力形成的原因3、诱导阻力分析诱导阻力形成的原因4、汽车坐标系的建立第三章空气动力对汽车性能的影响一、牵引力必须克服的各种阻力1、气动阻力X二C x 1W2A22、滚动阻力X R=(G -Y)f R忽略Y则X R=Gf3、爬行阻力X c G sin -4、加速阻力X A」ag汽车在水平无风的路面上等速行驶时，总阻力只有滚动阻力和气动阻力12A Gf由前述知，气动阻力系数下降，燃油消耗率下降。
第四章小轿车的气动造型一、 小轿车表面气流的流动情况1、 以阶梯背为例进行分析各部位的流动情况阻力总阻力气动阻力滚动阻力― vN e总阻力气动阻力二、 功率和车速的关系1、 气动阻力消耗的功率和车速的三次方成正比2、滚动阻力近似和速度的一次方成正比 三、气动力和最大车速的关系r T max 一Gf R 行 書 ]TA(C x -C y f R )由上式知：气动阻力系数下降，最大速度增大。
汽车空气动力学
汽车表面的附面层
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发动机罩与前风窗凹处的涡系
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3、汽车行驶时受到的气动力和力矩
3.1 气动力
将整个汽车外表面上压力合成而得到作用在汽车上的 合力，称为气动力F。合力在汽车上的作用点称为风 压中心，记作C.P。气动力F与气流速度的平方，迎风 面积S以及车身形状系数ＣＦ成正比，即：
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2.5 分离现象与涡流
图所示是物体表面各部位的速度梯度的情况。从a到最 大截面d空气流速逐渐增加，而流过最大截面后，流 速又逐渐减少。由于空气附面层的粘性，e、f、g的流 速已不可能与c、b、a的流速对称，而是更慢，在k处 就使得某微层的速度为零，k以下的微层发生倒流现象， 产生涡流。
分离和涡流耗费能量，使阻力增大。
式中，迎风面积S为汽车正面投影面积，又 称参考面积，ＣＦ与车身形状有关。
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迎风面积的定义
精品PPTຫໍສະໝຸດ 3、汽车行驶时受到的气动力和力矩
气动力分量：Ｆx气动阻力、Ｆy侧向分力、Ｆz气动升力。
相应的阻力系数Ｃd、侧力 系数Ｃy、升力系数Ｃz
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3、汽车行驶时受到的气动力和力矩
3.2 气动力矩
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轿车空气动力学研究内容
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2.1 空气动力学基本概念
“流场”——空气动力学中，把流经物体的气流的属性，
如速度v，压强p，密度 等，表示为空间坐标(x,y,z)和时 间t的函数, 如v=v(x,y,z,t)、p=p(x,y,z,t)、 x, y, z,分t 别称
为速度场，压强场和密度场，统称为“流场”。随时间变 化的流场，称为“非定常流场”；不随时间变化的流场， 称做“定常流场”。 “流线”——为了研究气流的运动，在气流中引人一条假 想的曲线，它任何一点切线的方向都与该时刻气流质点速 度向量的方向相同。流线所给出的，是在同一瞬时，线上 各气流质点运动方向的图形。 “流谱”——在某一瞬时的流场中，许多流线的集合，可 通过流谱来描述气体流动的全貌。
汽车空气动力学
重庆大学汽车系汽车空气动力学汽车空气动力学前言车身的空气动力学设计是车身设计的重要内容。
的能量克服空气阻力；的能量克服空气阻力；轿车空气动力性的差异可使空气阻力相差别30%，燃油消耗相差达12%以上。
前言三、空气动力学对汽车性能的影响Land Speed VehicleLand Speed Vehicle Land Speed VehicleLand Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed Vehicle Land Speed VehicleLand Speed Vehicle Land Speed VehicleLand Speed Vehicle前言汽车空气动力学第一章空气动力学基础知识第一章空气动力学基础知识常数），有第二节流体力学基础第二节流体力学基础吹纸条:球浮气流：发动机化油器喉管第二节流体力学基础第一章空气动力学基础知识在无粘性气流中，所受合力为零。
在粘性气流中，所受合力不为零。
第三节空气的粘滞性和气流分离现象的气流先停止流动，进而反向流动，形成涡流区，将继续流动的气流与第三节空气的粘滞性和气流分离现象三、气流分离现象在物体背流面，流束的扩展受到尾流区的限制，使流束截面较比迎流面小，其压力较迎流面低。
而尾流区的压力与相邻流体压力接近。
这就使物体压差阻力”的作用。
只有在逆压梯度条件下才会产生分离。
逆压梯度越大，越易分离。
三、气流分离现象第一章空气动力学基础知识表示为与动压力、迎风面积成正比的形式：是表征汽车空气动力特性的重要指标，它主要取决于汽车外形，也与第一章空气动力学基础知识第五节汽车空气动力与空气动力矩Al Al2汽车空气动力学C d 总值：0.45A—形状阻力(C d =0.262)；B—干扰阻力(C d =0.064)；C—形状阻力(C d =0.053)；D—形状阻力(C d =0.031)；E—形状阻力(C d =0.040)。
汽车空气动力学复习笔记
1、汽车空气动力学经历了哪四个阶段？它们的特点分别就是什么？答:(1)基本形状化造型阶段:直接将水流与气流中的合理外形应用到汽车上,采用了鱼雷形、船尾形、汽艇形等水滴形汽车外形。
已经开始从完整的车身来考虑空气动力学问题,但限于条件不可能更深入地考虑汽车空气动力学问题。
（2）流线形化造型阶段:提出“最小阻力的外形就是以流线形的一半构成的车身”,考虑到了地面效应,尾部气流的分离也就是气动阻力系数增加的原因。
减少气动阻力不再就是唯一目标,而就是同时综合考虑气动升力与侧风稳定性,追求更全面的气动性能。
（3）车身细部优化阶段:着重从已有汽车产品上来改进车身细部气动造型,通过各个细部造型的优化与相互动协调来优化汽车整车的气动性能。
（4）汽车造型的整体优化阶段:从一开始就十分重视汽车外形的整体气动性能,因而开发的实用车型具有优秀的空气动力学特性,整体造型更为流畅,形体更为生动,美学造型与气动造型相得益彰。
2、按基本型设计为什么得不到良好的性能呢？答:早期的汽车外形在考虑了流线形化后,气动阻力系数明显地改善了。
但当时没有认识到气流流经这种旋转体时已不再就是轴对称,因为把旋转体靠近地面,又加上了车轮及行驶系统,与单纯水滴形的流场已不再相同,造型实用性不强;没有实现“一体化”,气动阻力很大;气流在前端与翼子板处分离后,不能再附着;所以得不到良好的性能。
3、汽车行驶时,除了受到来自地面的力外,还受到其周围气流的气动力与力矩的作用。
来自地面的力取决于汽车的总重、滚动阻力与重心位置。
气动力与力矩则由行驶速度、车身外形与横摆角决定。
4、什么就是气动六分力？如何产生？对汽车动力特性有何影响？答:气动六分力分别为:气动阻力、气动升力、纵倾力矩、侧向力、横摆力矩及侧倾力矩。
（1）气动阻力:就是与汽车运动方向相反的空气力。
减小气动阻力就就是减小气动阻力系数,气动阻力系数越小,汽车动力特性越好;（2）气动升力及纵倾力矩:由于汽车车身上部与下部气流的流速不同,使车身上部与下部形成压力差,从而产生升力。
汽车空气动力学概括
影响因素：
1、车身形状 把车身前后端形心用直线连接，称此直线为中
线，此中线与水平面的夹角称为迎角。 中线前高后低，迎角为正，反之为负。正迎角
越大升力越大。 如果汽车风压中心处于中心之前，则升力对中
心造成俯仰力矩，使前轮更加有离地趋势，所以最 新设计的车身形状采取以下措施： （1 ） 尽量做到风压中心与重心重合； （2 ）采用类似楔型造型。尽量压低车身前端，使尾 部肥厚向上翘以产生负迎角；
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图3-3
汽车表面气流图
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3.2.2 诱导阻力
诱导阻力是由于气流经 车身上下部时，由于空气质 点流经上下表面的路程不同， 流速不同从而产生压差，即 升力，升力在水平方向上的 分力称为诱导阻力，如图3-4 所示。
图3-4 汽车的诱导阻力
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诱导阻力系数 C xi 升力系数 C y 间有如下近似关系：
MCM
横摆力矩 Mz CMz My CyM
NCN
系数公式
r A 2
Cx
2
FX
r A 2
Cy
2
FY
r A 2
Cz
2
FZ
r AL2
CMx 2 MX
r AL2
CMy
2
MY
r AL2
CMz
2
MZ
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第二节
气动阻力
空气作用于车身的向后的纵向分力称为气动 阻力，这种阻力与车速平方成正比。为了克服气 动阻力所消耗的功率和燃料是随车速的三次方急 剧 增 加 的 ， 当 车 速 超 过 100时， 发 动 机 功 率 有 80%用来克服气动阻力，要消耗很多燃料。在高 速行驶时，如能减少10%的气动阻力，就可使燃 料经济性提高百分之几十。当前汽车设计师十分 重视降低气动阻力系数，因为它对汽车动力性、 经济性和轻量化有很多好处。
汽车空气动力学重点
汽车空气动力学重点第一章绪论1. 空气动力学的研究方法1实验研究2理论分析3数值计算2. 汽车流场包括和内部流场车身外部流场3. 气动阻力增加，加速能力下降。
当汽车达到最大车速时，加速度的值就瞬低为零4. 消耗于气动阻力的功率TD A C P ηρ23a u =，功率与速度3次方、阻力与速度2次方成正比5. 汽车空气动力特性对操纵稳定性的影响：1.升力和纵倾力矩都将减小汽车的附着力，从而使转向轮失去转向力，使驱动轮失去牵引力，影响汽车的操纵稳定性，质量轻的汽车，特别是重心靠后的汽车，对前轮胜利越敏感。
2.为提高汽车的方向稳定性，要减小侧向力，使侧向力的作用点移向车身后方6. 汽车空气动力学发展的历史阶段答：（1）基本形状化造型阶段（2）流线形化造型阶段：①杰瑞提出“最小阻力的外形是以流线形的一半构成的车身”‘只有消除尾部的分离，才能降低阻力’；②雷提出：短粗的尾部与长尾相比，仅使气动阻力系数有较小的升高，1934年起，雷提出的粗大后尾端的形状逐渐发展为快背式。
③康姆提出，对大阻力的带棱角的车型，气动阻力系数随横摆角的增加变化很小，而对于流线型汽车，随着横摆角变化，阻力系数有很大变化，即地租汽车侧风稳定性差、。
（3）车身细部优化阶段：汽车空气动力学设计的原则是首先进行外形设计，然后对形体细部逐步或同时进行修改，控制以及防止气流的分离现象发生以降低附着力，成为细部优化法（4）汽车造型的整体优化阶段：整体优化法设计的原则是首先确定一个符合总部制要求的理想的低阻形体，在其发展成实用化汽车的每一设计步骤中，都应严格的保证形体的光顺性，使气流不从汽车表面分离，称之为形体最佳化第二章汽车空气动力学概述7. 气动升力及纵倾力矩：1.由于汽车车身上部和下部气流的流速不同，使车身上部和下部形成压力差，从而产生升力。
作用于汽车上的升力将减小轮胎对地面的压力，使轮胎附着力和侧偏刚度降低，影响汽车的操纵稳定性。
2.车身底部外形对升力系数影响很大，故不能仅根据侧面形状来分析汽车空气动力特性8. 侧向力及横摆力矩：1.侧向力和横摆力矩都影响汽车的行驶稳定性，在非对称气流中，横摆力矩有使汽车绕垂直轴转动的趋势。
汽车动力学之空气动力学
压力系数定义： CP =
P－P∞
ρV∞2/2
；
可整理为：CP
=
1－
(
V V∞
)2
ＣＰ≤１。ＣＰ＝１处，Ｖ＝０，是驻点。
表示方法
矢量法
坐标法
汽车空气动力学
2.汽车空气动力与空气动力矩
• 空气静压力的合力为空气动力，其三个分力分别为：
空气阻力(Drag)Ｄ、空气升力(Lift)Ｌ、空气侧向力(Side Force)Ｓ。
令
CL X C Cd ZC lCMY
则
MY般取汽车的轴距作为特征长度l 。
类似地，侧倾力矩MX、横摆力矩MZ也表示为
MX
CMX
V 2 2
Al
MZ
CMZ
V 2 2
Al
汽车空气动力学
3.空气阻力
3.1 空气阻力的分类
• 形状阻力(Form Drag) • 干扰阻力(Interference Drag) • 内部阻力(Internal Flow Drag) • 诱导阻力(Induced Drag) • 摩擦阻力(Skin Friction)
3.空气阻力
车身表面凸起物对气流影响
• 凸起物可能引起气流分离。 • 凸起物使附面层加厚，气流容易分离。
3.空气阻力
车身表面凹槽产生的干扰阻力
门、盖罩等的四周缝隙是主要的车身表面凹槽。 凹槽的方向有垂直于和平等于气流方向两种典型状况。
3.空气阻力
车轮旋转对气流的影响
• 马格纳斯效应(Magnus effect)：在流体中运动的旋转圆柱受到力作 用而影响它的行进路线的一种现象。
3.空气阻力
3.5 内部阻力
流经车身内部的气流对通道的作用以及流 动中的能量损耗，产生了内部阻力。
空气动力学部分知识要点
空⽓动⼒学部分知识要点空⽓动⼒学部分知识要点————————————————————————————————作者：————————————————————————————————⽇期：空⽓动⼒学及飞⾏原理课程空⽓动⼒学部分知识要点⼀、流体属性与静动⼒学基础1、流体与固体在⼒学特性上最本质的区别在于：⼆者承受剪应⼒和产⽣剪切变形能⼒上的不同。
2、静⽌流体在剪应⼒作⽤下（不论所加剪切应⼒τ多么⼩，只要不等于零）将产⽣持续不断的变形运动（流动），换句话说，静⽌流体不能承受剪切应⼒,将这种特性称为流体的易流性。
3、流体受压时其体积发⽣改变的性质称为流体的压缩性,⽽抵抗压缩变形的能⼒和特性称为弹性。
4、当马赫数⼩于0.３时,⽓体的压缩性影响可以忽略不计。
5、流层间阻碍流体相对错动（变形)趋势的能⼒称为流体的粘性,相对错动流层间的⼀对摩擦⼒即粘性剪切⼒。
6、流体的剪切变形是指流体质点之间出现相对运动（例如流体层间的相对运动)流体的粘性是指流体抵抗剪切变形或质点之间的相对运动的能⼒。
流体的粘性⼒是抵抗流体质点之间相对运动(例如流体层间的相对运动)的剪应⼒或摩擦⼒。
在静⽌状态下流体不能承受剪⼒；但是在运动状态下,流体可以承受剪⼒，剪切⼒⼤⼩与流体变形速度梯度有关，⽽且与流体种类有关7、按照作⽤⼒的性质和作⽤⽅式，可分为彻体⼒和表⾯⼒(⾯⼒)两类。
例如重⼒,惯性⼒和磁流体具有的电磁⼒等都属于彻体⼒,彻体⼒也称为体积⼒或质量⼒。
8、表⾯⼒：相邻流体或物体作⽤于所研究流体团块外表⾯，⼤⼩与流体团块表⾯积成正⽐的接触⼒。
由于按⾯积分布,故⽤接触应⼒表⽰，并可将其分解为法向应⼒和切向应⼒：9、理想和静⽌流体中的法向应⼒称为压强，其指向沿着表⾯的内法线⽅向,压强的量纲是[⼒]/［长度]210、标准⼤⽓规定在海平⾯上，⼤⽓温度为1５℃或Ｔ0= 288.15K,压强ｐ0 = 760 毫⽶汞柱=１０1325⽜／⽶2,密度ρ０= １.2２５千克/⽶311、从基准⾯到11 km 的⾼空称为对流层，在对流层内⼤⽓密度和温度随⾼度有明显变化，温度随⾼度增加⽽下降,⾼度每增加1km，温度下降６.5 K。
汽车设计 汽车空气动力学
力差，所以 有时称为压差阻力。
干扰阻力是由汽车表面凸起的零件引起气流干扰而产生的阻力。
诱导阻力由升力所引起，因为实际上升力并不与汽车的行驶方向垂直，而是 向后倾斜，它的水平分力就是诱导阻力。 Cµ＝Cl2(π/λ) 式中: Cµ为诱导阻力系数；CL为量纲为一的升力系数； λ＝B0/L0 式中: B0为汽车宽度；L0为汽车总长度。
长4530mm~宽1740mm~高 1326mm
提高汽车空气动力性能的措施
一、改善轿车气动性的措施 (1)关注车身头部的造型 汽车头部造
型时，对于轿车应使头部尽量低矮， 且在俯视图中呈半圆形。 (2)注意车身表面各部件交接的过渡 如头部与前风窗下缘的交接处、前风 窗顶部与顶盖的交接处等过渡应圆滑， 防止气流分离而产生涡漩，以达到降 低空气阻力系数的目的。 (3)精心设计前风窗A柱及流水槽等 (4)注意前风窗与水平面的夹角 该角度 最好为40°±2°。试验证明，继续减 小这个角度不能得到更好的效果。 (5)注意车长的纵向形状 汽车的中部 应呈腰鼓形，且向后逐渐收缩的形状 为最好。 (6)注意沿汽车纵向的最大横截面的设 计
二、汽车前端形状对气动力特性的影响---分离点和附着点
由于附面层内的气流速度变慢而使附面层内的气体“堆积”起
来并逐渐变厚，于是会在距物体表面某一点K处的气体粒子失 去其动量，速度为零。气流在这一点流动方向发生改变，该点 称为分离点。 更靠近物体表面的气流方向变成负值，空气发生倒流。各个 分离点连成一片形成一个分离面，在分离面后部，产生了一个 个涡漩，涡漩被外层气流带走，同时又从分离面上卷进新的涡 漩以补充被带走的部分，这种现象称为分离现象。