汽車行駛速度提升的同時(shí)也帶來(lái)了高速穩(wěn)定性和節(jié)能減排2個(gè)問(wèn)題。運(yùn)用汽車空氣動(dòng)力學(xué)原理,基于某款車型,利用STAR-CCM+仿真工具建立尾翼的物理模型。通過(guò)模擬仿真,發(fā)現(xiàn)加裝尾翼后,在車速小于120 km/h的5種不同速度條件下,整車氣動(dòng)阻力可降低1%～3%,氣動(dòng)升力可降低43%～46%。結(jié)果表明,加裝尾翼可改善汽車的氣動(dòng)特性,降低油耗并顯著提高汽車的操縱穩(wěn)定性。該結(jié)果可為汽車動(dòng)力學(xué)研究提供參考。 

【文章來(lái)源】：汽車工程師. 2020,(06)

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【部分圖文】：

氣動(dòng)六分力示意圖

其中，汽車升力的產(chǎn)生原理和機(jī)翼升力的產(chǎn)生原理基本相同。汽車行駛時(shí)，氣流流到汽車前方分為上下2股，一股氣流沿著汽車上表面流到汽車尾部，另一股氣流沿著汽車下表面流到汽車尾部，如圖2所示。由于汽車上半部分向上凸出將汽車表面的氣流向上擠壓，迫使汽車上半部分氣流管線收縮。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，當(dāng)氣流管線截面收縮時(shí)，流過(guò)這里的氣流速度加快。再根據(jù)伯努利方程，氣流速度大的地方壓力小，所以在氣流速度較快的車頂附近產(chǎn)生了低壓區(qū)。同時(shí)汽車車底，由于表面沒(méi)有明顯外凸物，流過(guò)此處的氣流沒(méi)有明顯加速，相對(duì)于車頂，車底壓力較大，這就在車身上下形成了壓差，即氣動(dòng)升力產(chǎn)生的主要原因。2 計(jì)算結(jié)果及分析

不考慮側(cè)向風(fēng)的影響，可認(rèn)為流場(chǎng)以車身中心面為中心成左右對(duì)稱狀態(tài)。為全面分析尾翼對(duì)氣動(dòng)特性的影響，以某車型為例，利用STAR-CCM+仿真工具對(duì)速度為30,50,70,90,110 km/h時(shí)的有尾翼和無(wú)尾翼2種模型進(jìn)行模擬對(duì)比計(jì)算[2]。不同速度下的車身阻力系數(shù)和升力系數(shù)，如圖3和圖4所示。由圖3和圖4可知，對(duì)于驗(yàn)證模型有無(wú)尾翼的2種狀態(tài)，隨著速度的增加，阻力系數(shù)呈減小趨勢(shì)，而升力系數(shù)呈增大趨勢(shì)，有尾翼的模型相對(duì)于無(wú)尾翼的模型起到了明顯的氣動(dòng)優(yōu)化效果，阻力系數(shù)和升力系數(shù)均小于無(wú)尾翼狀態(tài)。圖4 不同速度下車身升力系數(shù)曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]隨動(dòng)尾翼技術(shù)在調(diào)控汽車升力方面的研究[J]. 計(jì)時(shí)鳴,陳先兵.  機(jī)電工程. 2016(08)
[2]某跑車尾翼外形變化對(duì)氣動(dòng)升力影響的仿真分析[J]. 谷正氣,郭建成,張清林,金益峰.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)

碩士論文
[1]汽車隨動(dòng)尾翼行進(jìn)提升機(jī)理與調(diào)控作用研究[D]. 陳先兵.浙江工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3393990