汽車造型與空氣動力學有何關(guān)系?
汽車造型與空氣動力學關(guān)系緊密。
空氣動力學阻力包括形狀阻力、誘導阻力、粗糙度阻力、干涉阻力和內(nèi)循環(huán)阻力,其中形狀阻力占比達 58%,69%的燃油用于克服空氣阻力,所以汽車造型對降低阻力至關(guān)重要。
形狀阻力中,汽車的 80%-90%為壓差阻力,空氣摩擦阻力僅占 10%-20%。鈍體如橫放的平板等在橫截面最大處壓力增加大,易致流體分離產(chǎn)生渦流,造成壓力分布不對稱產(chǎn)生壓差阻力,倒圓角可延遲流動分離減小壓差阻力。
摩擦阻力方面,當流動不產(chǎn)生分離時其在總阻力中占比極大,反之占比小。比如高爾夫球有窩點能飛遠,而流線型物體空氣摩擦阻力占比大,因液體和氣體有粘度,會產(chǎn)生摩擦力和阻滯,層流邊界層能減小摩擦阻力和能量吸收,所以要對汽車表面光滑處理。
汽車作為地面交通工具,其空氣動力特性對燃料經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性及安全舒適性等有直接影響。
轎車前部車頭造型對氣動阻力影響因素眾多,比如車頭邊角,尖銳邊角或倒圓角能產(chǎn)生有利于減少氣動阻力的車頭負壓區(qū),整體弧面車頭比邊角倒圓氣動阻力小,頭緣位置較低的下凸型車頭氣動阻力系數(shù)小,但不是越低越好。
還有車頭高度,頭緣最大離地間隙越小,引起的氣動升力越小,甚至產(chǎn)生負升力。發(fā)動機罩與前風窗造型也很關(guān)鍵,發(fā)動機罩縱向曲率越小、橫向曲率均有利于減小氣動阻力,適當斜度有利但過度加大效果不明顯。前風窗玻璃縱向曲率越大越好但不能過大,橫向曲率有利于減小氣動阻力,傾斜角度 30°降阻效果不明顯,48°時會有壓力降應避免。轎車客艙 A 柱處理不當會導致較大氣動阻力、氣動噪聲和側(cè)窗污染。
總之,空氣動力學的發(fā)展推動汽車造型發(fā)展,汽車造型發(fā)展又促進空氣動力學進步。
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