汽车空气动力学研究

汽车是现代工业中不可或缺的交通工具，每年全球汽车产量都在稳步增长。在汽车发展的漫长历程中，科技不断深入，汽车空气动力学成为汽车工程领域重要的研究方向之一。空气动力学研究通过优化汽车的空气动力特性，实现汽车的工程优化，提高汽车性能、安全性、耐久性等方面的指标。

汽车气动力学的研究内容

汽车气动力学是研究汽车行驶时，车辆与空气相互作用的力学学科。汽车气动力学主要涉及以下内容：空气动力汽车原理

1. 静态外观。汽车设计外观时不能只考虑外观美观，还应当考虑各个零部件装配后形成的flow field，避免影响车辆稳定性。

2. 内部空气动力。驾驶员通风以及气流对座椅、前挡风玻璃表面的影响也应当纳入研究范围之内。

3. 车辆纵向平衡。车辆纵向平衡主要涉及车辆的气动力分布，主要考虑空气动力的平衡特性，减少纵向风阻能提高汽车行驶的稳定性。

4. 车辆横向控制。包括汽车侧翻、车身倾斜等因素对车辆安全性的影响。

5. 车辆安全保护。以人为本，消除风噪、震动等因素，为人车安全提供保障。

汽车气动力学的意义

汽车气动力学研究的意义主要体现在以下三个方面。

1. 提高汽车性能。气动性能的优化可以减小汽车的风阻，提高汽车行驶时的速度、操控性、平稳性等指标。

2. 提高汽车安全性。汽车在行驶时受到的气动力和侧风力的影响较大，优化汽车造型和气动表面，可以降低车辆因风阻、偏移而失控的风险。

3. 降低汽车油耗。优化汽车气动性能可以减小汽车的风阻，从而减少汽车总的能耗，达到降低油耗的目的。

汽车气动力学研究的方法

几何模型流程

与其他物体不同，汽车具有相当复杂的结构，其中零部件的形状和安排都不同，而零部件的尺寸和角度对于气流的影响也不同，这就为汽车气动力学研究带来了很大的挑战。

传统的汽车空气动力学研究一般是使用流体模拟软件对汽车进行零部件建模，并用实验一次次验证模拟结果的准确性，使车辆专业人员更优秀的预测分析车辆的气动性能。通过三维CAD模型建立一套完整的汽车外形模型，并分析不同结构条件下的汽车流场分布。

试验研究流程

传统的试验研究方法主要是通过风洞等试验装置直接对汽车在空气流中的运动状态进行测试，并对测试数据进行分析处理。该方法的优点是获得数据可靠性高，但成本较高，时间周期长。而仿真分析方法能在一定的误差范围内得到数据，但成本比传统的方式低很多，时间周期也很规律。