汽车空气动力学的论述与研究

汽车空气动力学的论述与研究

组员：张尧硕（11223087）

贾流棡（11223071）

刘贺（11223074）

目录

1.国内外汽车发展史 (2)

1.1国外汽车发展 (2)

1.2中国汽车发展及现状 (5)

2.汽车空气动力学概述 (7)

2.1空气动力学的定义 (7)

2.2汽车空气动力学的发展 (7)

2.3空气动力学模拟研究工具——风洞 (8)

2.4空气动力学在节能上的工作原理 (8)

2.5空气动力学在稳定上的工作原理 (8)

2.6空气动力学在车身造型上的应用 (9)

3. 基于空气动力学的车身造型设计和分析 (9)

4.感想 (12)

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。本文介绍了国内外汽车发展史，论述了汽车空气动力学对于车身的影响，并基于汽车空气动力学设计出了车身并对它进行数值模拟分析。

关键字：汽车发展史、空气动力学、风阻系数、升力系数

1.国内外汽车发展史

1.1国外汽车发展

卡尔·弗里特立奇·本茨（Karl Friedrich Benz）1844年 11月4日德国著名的戴姆勒奔驰汽车公司的创始人之一现代汽车工业的先驱者之一人称“汽车之父”、

“汽车鼻祖”。汽车在改变我们的生活它在带给我们极大便利的同时的确也带来了一些烦恼。但是生活就是这样对任何生活方式的评价都是相对的没有绝对的好与坏。这是

一种观念一种态度更是一种文化。汽车自上

个世纪末诞生以来已经走过了风风雨雨的

一百多年。从卡尔·本茨造出的第一辆三轮

汽车以每小时 18公里的速度跑到现在竟然

诞生了从速度为零到加速到 100公里 /小

时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百

年汽车发展的速度是如此惊人同时汽车工

业也造就了多位巨人他们一手创建了通用、

福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举

足轻重的著名公司。让我们一起来回望这段

历史品味其中的辛酸与喜悦体会汽车给我

们带来的种种欢乐与梦想……

图1-1 卡尔•本茨的第一辆汽车

(1)1920-1950哈利·厄尔时代

德国发明了汽车 ,美国则把这个行业带入了艺术设计的圣殿 ,而哈利厄尔则是有史以

来最伟大汽车设计大师 ,对现代汽车的影响不可估量。

哈利厄尔进入通用公司 ,1927年设计出凯迪拉克哈利厄尔时代开始。它有圆润的线条,锥形的尾部 ,修长低矮的轮廓。 1928年哈利厄尔在汽车设计中加入了镀铬装饰。三十年代开始 ,他建立的艺术色彩使通用汽车逐渐成为最强大的汽车帝国。 1938年。他 ,设计出世界上第一款概念车别克 Y job。船型车身 ,复杂曲面构建的流线型车身都是此后几十年厂商模仿的对象。 Y job还第一次引入黏土模型技术 ,使汽车外形更加灵活。该技术一直沿用至今。 1947年,凯迪拉克 s用银光闪闪的镀铬装饰和漂亮的尾鳍征服了世人是哈利厄尔降汽车从单纯的交通工具变成了艺术和时尚。

(2)1930-1950流线型与船型车身

20世纪 30年代的大萧条到二战结束的 20年,是汽车设计向现代化转变的重要时期 ,由美国人独占鳌头的汽车设计领域也加入了欧洲人。欧洲在流线型设计方面走在前面。意大利 giusemerosi1913年为 count公司设计的汽车是流线型的最早期作品第一次开始了风洞实验并获得了美国专利。

这段时间中 ,欧洲制造商却在工程技术方面取得了长足进步 ,雪铁龙在三十年代就将独立式前悬架和前轮驱动技术大规模应用于轿车 traction为了降低自重 ,它还采用了来自赛车的承载式车身。

19世纪末 ,汽车的最高速度达到了 50km/h,开放式车身向封闭式车身过度。

20年代是美国汽车产业的第一个爆发期 ,为了刺激消费 ,通用汽车在 1924年第一次推出了 "年度改款 ",这在现在几乎被所有的大型汽车厂商使用。

(3)1940-1960国民车

美国在第一次世界大战前就凭借福特的流水线生产模式进入汽车普及时代 ,而汽车在意 ,英,法,德等欧洲国家是二战后才大量进入家庭的 ,并在 6,70年代进入高峰。希特勒在二战前提出的 "生产国民大众使用的汽车 "思想使二战结束后欧洲车坛诞生了很多实用 ,经典的国民车 ,采用尽可能简单耐用的机械结构 ,而造型只是附属品。

大众甲壳虫 ,汽车史上划时代的经典 ,

也是历史上生产周期最长的一款车 (即使今

天甲壳虫依然是时尚实用的代名词 ,虽然与

当时国民车的理念有所背离 ),出自费迪南

德。保时捷之手 ,1930年诞生原型车 ,1939

年正式开始生产 ,简单耐用 ,便宜省油 ,迅

速成为当时世界上最畅销的车。也奠定了大

众汽车今后在汽车界的地位。

1948年法国雪铁龙 2CV,1948年英国

minor,1957年意大利 fiat500,1959年英国

mini,都是那个时期国民车的经典 ,也是汽

图1-2 神奇的“甲壳虫”

车史上的经典。

(4)1950-1970长尾鳍到短尾，coupe短暂兴起

当时典型的美国汽车是火箭式车头 ,飞船式车尾。二战结束后十几年美国汽车爆发式增长是史无前例的 ,更大更好成为格调 ,性能的重要性变得稍逊于外表 ,舒适和款式变为最重要。而长尾鳍这是那个时代美国车的典型特征。后来 ,楔形车身 ,即短尾设计的运动汽车开始普遍。

美国经济的强大以及意大利英国为首的欧洲小厂热衷表现美学功底 ,使追求运动气息的年轻人开始追求 coupe车型。阿斯顿马丁 DB2,阿尔法罗密欧 ,,玛莎拉蒂 A6和5000GT等,都是那个时代的经典。 70年代后 ,石油危机爆发 ,人们逐渐失去对 coupe 的热情转向经济实用的小型车 ,尤其是日系车。