国内外汽车的风洞发展现状

汽车试验学：

国内外汽车风洞

发展现状

学校：华南农业大学

学院：工程学院

班级：11级车辆一班

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学号：************

指导老师：***

国内外汽车风洞发展现状

摘要：本文首先对汽车风洞作简要介绍，了解风洞的主要特点，同时分别讲述介绍了国内外的汽车车风洞试验现状，分析了近期国内外汽车行业对风洞试验的研究方向和主要技术，并就分别列举了国内外汽车风洞的发展历史。最后作一发展总结。

关键词：汽车风洞、国内外风洞、风洞发展

1 引言

“汽车风洞”最开始的时候其实不是用来测试汽车，而是用来测试飞机、研究飞机的气动性能的。实验时，常将模型或实物固定在风洞内，使气体流过模型。这种方法，流动条件容易控制，可重复地、经济地取得实验数据。为使实验结果准确,实验时的流动必须与实际流动状态相似,即必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制，在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的，通常是按所要研究的课题，选择一些影响最大的参数进行模拟。

且外，汽车空气动力学在汽车开发中的重要作用，促进了汽车风洞及其试验技术的快速发展。汽车的空气动力学特性，可以通过对汽车外形的改变而提高。在汽车设计生产过程中，汽车外形一般在开始生产制造之前就被冻结，这时再进行汽车空气动力学研究，很难对外形进行修改和改进。为了在设计初期就可以开展汽车空气动力学研究，需要制作一种可以修改的模型，并且能够进行汽车空气动力学试验。汽车油泥模型，就是在汽车外形评价和汽车风洞试验需要的基础上发展起来的模型。制作好的油泥模型需要一个汽车不行驶就可以完成汽车空气动力学研究的试验环境，汽车风洞正好可以满足这一要求。

2 汽车风洞的特点

汽车空气动力学的研究，得益于航空空气动力学的发展。最开始的时候，人们并没有意识到空气对汽车的影响。随着航空和船舶行业的发展，人们渐渐将流体力学的理论应用到这些领域之中。而汽车作为一种类似的交通工具,是否也需要同样的理论呢？在不断探索与研究过程中，人们给予了肯定的回答，从而推动了一门新的专业——汽车空气动力学的诞生和发展。直到现在，一些从事航空空气动力学的学者，也进行过汽车空气动力学的研究工作。但是汽车空气动力学又是一门不同于航空空气动力学的学科，很多专门从事汽车工程研究的学者为汽车空气动力学的发展做出了重要的贡献。

为了适应航空空气动力学发展的需要，各国建设了航空风洞。随着汽车工业的发展，人们开始重视汽车空气动力学作用，将一些航空风洞改造成为专业的汽车风洞。直到上个世纪80年代左右，才有大量的专业汽车风洞建设，从而推动了汽车风洞技术发展。

风洞是指能人工产生和控制气流,以模拟飞行器或汽车等物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状的试验设备，它是进行空气动力试验最常用!最有效的工具。汽车风洞,是专门用来进行汽车空气动力学研究的一种管道状设备，它与传统的航空风洞有很多不同,因而有自己独特的特点。

3 国内汽车风洞的发展现状

我国汽车风洞建设起步较晚，上世纪80年代，吉林大学傅立敏教授尝试将航空风洞或大气边界层风洞进行改造以进行汽车风洞试验，参与了北京空气动力

研究所一座中型单回流闭口低速风洞的改建，使该风洞可以完成1：5比例的汽车风洞试验。主要改造内容是，研制汽车模型四轮支撑和H梁连接机构，建造基于地板附面层吸除法的地面效应模拟装置和汽车模型天平。1998年，同济大学将其土木工程防灾国家重点实验室TJ-2号风洞改建为汽车模型风洞。以便能够进行汽车风洞试验。上述两个风洞改建的主要工作，都是对汽车风洞地板边界层进行处理，增建地面效应模拟设备。傅立敏教授对汽车风洞边界层控制技术进行了研究，并对汽车风洞特点进行了总结。同济大学杨志刚教授在美国通用汽车公司工作期间对汽车风洞的阻塞及修正进行了研究，回国后研究了风洞分布抽吸率对整车风洞试验段流场影响以及开口式汽车气动声学风洞的低频颤振现象等问题。北京理工大学高利教授在西安公路交通大学工作期间提出一种进行风洞试验测量的/空装模型法0对支架干扰进行修正，并通过该方法对在航空风洞中搭建的汽车风洞试验台的汽车模型试验进行修正。

2002年,吉林大学汽车风洞开工建设。2005年底，同济大学上海地面交通工具风洞中心开工建设。中国汽车风洞的建设拉开序幕，至本文成稿时，吉林大学汽车风洞和同济大学上海地面交通工具风洞都已建设完成。两座风洞均配备了移动带地面效应模拟系统,，标志着中国汽车空气动力学研究进入一个新的阶段。

汽车风洞建设完成，并不等于汽车风洞试验技术的完善，中国汽车风洞试验技术还有很多工作需要深入开展。

国际上汽车空气动力学研究稳健发展，而我国汽车空气动力学研究，特别是汽车风洞试验技术研究才刚刚起步。虽然建设了国内专业的汽车风洞,但是在汽车风洞试验技术上还存在很多不足，如虽然装备移动带地面效应模拟系统，但缺乏对地面效应控制的经验,还不能很好实现地面边界层的控制，汽车风洞设备干

扰修正缺乏经验，对移动带地面效应和车轮旋转情况下的汽车空气动力特性及其对试验精度的影响等尚不清楚。

到目前为止，汽车空气动力学的一些研究成果和重要结论，几乎都是以风洞试验结果为依据的，风洞试验在现代汽车设计当中起着非常关键的作用。进行汽车空气动力学研究，汽车风洞是必不可少的试验设备。汽车风洞建设对汽车空气动力学发展意义重大，没有汽车风洞，既不可能很好发展汽车空气动力学，也不能很好推动整个国家的汽车空气动力学研究向前发展。

迄今，在汽车车型开发过程中，国内还不能提供准确可靠的汽车空气动力学试验方法以及进行系统开发的汽车空气动力学研究,制约了汽车技术的提升，不利于我国汽车工业的发展。为了在我国更好开展汽车空气动力学研究,需要对国内的汽车风洞试验设备进行充分掌握,改进试验设备，完善试验技术，修正试验结果,提高试验精度。下面列举了我国汽车风洞的发展历史：

（1）FL—13风洞

1971年中国空气动力研究与发展中心建成了当时国内最大的4m×3m低速风洞（FL—13风洞），并于1981年首次进行了汽车风洞试验,先后对三个车（S001，S003两个小轿车和S002小客车）进行了测力和流态观察试验，从而拉开了我国汽车空气动力学试验研究的序幕。

（2）总体规模居世界第三、亚洲第一的风洞群

位于四川省绵阳市安县的中国空气动力学研究与发展中心是我国最大的空气动力学研究、试验机构。中心建有一个总体规模居世界第三、亚洲第一的风洞群。其中2.4米跨声速风洞等8座为世界领先量级，可开展从低速到24倍超高声速，从水下、地面到94公里高空范围的气动试验研究。