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T

D A C P ηρ23

a 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。 2.流线型系数越大，侧向力系数越小，并且侧向力系数几乎与横摆角成比例增加，一般长度较小、宽度较大、车身低矮的汽车空气动力稳定性好

9. 侧倾力矩：汽车的高度和宽度对侧倾力矩影响很大，一般低而宽的汽车侧倾力矩系数比

高而狭长的汽车的汽车的侧倾力矩系数小，汽车设计时，应尽量使风压中心接近侧倾轴线

10. 阻力分类：气动阻力：外部阻力（形状阻力、诱导阻力）和内部阻力（发动机冷却系阻

力、驾驶室内空调阻力、汽车部件冷却阻力），诱导阻力是升力的水平分力。

11. 空气动力特性影响因素：前端形状、风窗玻璃与发动机罩形状、顶盖外形、车身侧面

外形、后窗周围形状、车身底部外形。

12. 在设计中，前端形状如能尽量倒圆棱角，使外形接近流线型，并减小车头的正面投影面

积，就可得到较好的空气动力学效果

13. 影响风窗玻璃与发动机转角部位空气动力特性的主要因素是：发动机罩与风窗玻璃的夹

角、发动机罩的三维曲率及结构、风窗玻璃的三维曲率及结构

14. 车身侧面外形对空气动力特性的影响：在保证总布置设计要求即在居住空间控制的范

围内，影视侧面外形曲率达到最佳化，消除侧面部件的外凸和棱角，使其平滑以消除和

控制气流分离，减小涡流区，降低D C 值。为使气流平顺的流经车身侧面，设计需要时，可适当设置侧翼

15. 顶盖后缘做成稍成圆形或把顶盖后侧板做成高于后窗表面的外形时，可以使D C 值降低

16. 车身底部外形对空气动力特性的影响因素：离地间隙、车身纵倾角、车身底部曲率

第三章 汽车空气动力学基础

17. 如果温度不变，流体的体积随压力增加而缩小，这种特性称为流体的压缩性

18. 如果压力不变，流体的体积随温度升高而增大，这种特性称为流体的膨胀性

19. 粘性：流体具有阻抗各层之间的相对滑动的性质，叫做粘性；四个假设：连续性、无粘、

不可压缩、定常。

20. 雷诺数粘度）（μμρυl/e =R e R 数越小的流动，粘性作用越大；e R 数越大，粘性越小

21. 绕流特性 绕汽车的流场分为两种：一类是汽车的外部流，包括汽车表面的气流；另

一类是内部刘，即通过诸如发动机、排气系统、冷却系统以及驾驶室的气流。 在静止空气中，假设没有气流分离现象，粘性只是在汽车表面几毫米厚的薄层中起作用，这个薄层就称为边界层

22. 气流在平板壁面的速度为零，在垂直于平板的法线方向上，速度从零逐渐增大，到壁面

某一距离时，流体速度达到99%∞υ值。再往外，流体速度几乎不变，都是∞υ。速度小于99%∞υ的区域叫做边界层。在边界层内，流体速度从0迅速达到99%∞υ

23. 边界层内的流动有层流与湍流两种，雷诺数对两种状态的转变有决定作用。层流边界层的厚度，沿流线方向增长，χυνδ∞

~ 边界层的厚度岁距离χ的增长、运动粘度的增长以及自由流度的减小而增加

24. 汽车的绕流是气动噪声的产生根源

第四章 汽车空气动力学设计

25. 汽车空气动力学设计的准则：在满足结构设计、美学、人体工程学（居住性）以及法

规要求时，降低气动阻力汽车基本外形设计考虑因素：确定驾驶室有足够的居住空间、进行汽车外形设计、考虑安全法规的要求、确定车长、发动机冷却系与冷却格栅的设计

26. 空气动力特性分析灵活采用估算法：①根据大量的估算数据，进行汽车空气动力特性

分析，减少模型的制作个数②缩短试验时间，节省费用

27. 气动阻力的估算方法是以汽车空气动力学理论计算为基础，对模型风洞试验的结果进行

补充、修正，从而得出经验公式来进行估算

28. 最佳造型应是以机械工程学、人体工程学、空气动力学和美学全面恰当的糅合在一起并

有独特风格的造型

29. 改善汽车空气动力特性的方法：①车身设计成楔形或快背式，车前段尽量压低，俯视

图多呈半圆形，前风窗与发动机罩、顶盖与侧面的过渡部分圆滑光顺，前风窗与水平面的夹角一般在25°~35°之间②汽车设置前、后扰流板等空气动力学附加装置③车身底面平滑化或加设光滑底板④车身表面尽量减少凸凹面和凸起物⑤控制发动机冷却气流⑥车身细部形状最佳化

第五章 发动机冷却系和驾驶室

30. 发动机室内压力分布：发动机室上部的压力由前向后逐渐增加，而发动机室后部的压力

则由下至上逐渐增加

31. 前挡风板的作用：减小升力、使通过散热器中心的冷却风量增大

32. 保证车室环境舒适性的措施：设置隔热层及空调系统、设计良好的自然通风系统

第六章 汽车空气动力学噪声