汽車空氣動力學畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要...............................................................I</p><p>　　ABSTRACT...........................................................II</

2、p><p>　　目 錄.............................................................IV</p><p>　　第一章 緒論.........................................................1</p><p>　　1.1 研究背景與意義...............

3、.................................1</p><p>　　1.2 汽車空氣動力學的研究方法......................................2</p><p>　　1.2.1 實驗研究...................................................3</p><p>　　

4、1.2.2 理論分析...................................................3</p><p>　　1.2.3 數(shù)值計算...................................................3</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.......................................

5、.........4</p><p>　　1.3.1 國外汽車空氣動力學發(fā)展現(xiàn)狀.................................4</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)汽車空氣動力學發(fā)展現(xiàn)狀.................................5</p><p>　　1.4 本文研究內(nèi)容.........................

6、.........................6</p><p>　　1.4.1 研究目標...................................................6</p><p>　　1.4.2 研究內(nèi)容...................................................6</p><p>　　1

7、.4.3 技術關鍵和難點.............................................7</p><p>　　1.5 catia軟件介紹..................................................7</p><p>　　1.5.1 catia軟件簡介.....................................

8、.........7</p><p>　　1.5.2 catia在汽車領域的應用........................................7</p><p>　　第二章 汽車空氣動力學氣動特性研究...................................8</p><p>　　2.1 空氣動力學基本理論...............

9、.............................8</p><p>　　2.1.1 空氣的基本物理屬性.........................................8</p><p>　　2.1.2 氣流運動的基本方程........................................10</p><p>　　2.1.3 粘

10、性流基礎................................................11</p><p>　　2.2 汽車的氣動力與氣動力矩.......................................13</p><p>　　2.3 氣動力對汽車性能的影響.......................................16</p&g

11、t;<p>　　2.3.1 氣動力對汽車動力性的影響..................................16</p><p>　　2.3.2 氣動力對燃油經(jīng)濟型的影響..................................18</p><p>　　2.3.3 氣動力對汽車操縱穩(wěn)定性的影響..............................1

12、9</p><p>　　2.4 汽車流場的組成...............................................19</p><p>　　2.5 本章小結(jié).....................................................20</p><p>　　第三章 汽車外流場數(shù)值模擬理論基礎..........

13、........................22</p><p>　　3.1 汽車外流場的基本假設.........................................22</p><p>　　3.2 基本控制方程.................................................22</p><p>　　3.2.1 質(zhì)

14、量守恒方程.............................................22</p><p>　　3.2.2 動量守恒方程.............................................23</p><p>　　3.2.3 能量守恒方程.............................................23<

15、/p><p>　　3.3 數(shù)值離散化方法...............................................24</p><p>　　3.3.1 常用數(shù)值離散化方法.......................................24</p><p>　　3.3.2 有限體積法............................

16、...................25</p><p>　　3.4 湍流模型.....................................................28</p><p>　　3.4.1 湍流模型的分類...........................................28</p><p>　　3.4.2 常用湍

17、流模型.............................................29</p><p>　　3.5 本章小結(jié).....................................................31</p><p>　　第四章 轎跑車外流場數(shù)值模擬........................................32</

18、p><p>　　4.1 幾何模型的建立...............................................32</p><p>　　4.2 計算區(qū)域的確定...............................................32</p><p>　　4.3 網(wǎng)格的劃分...........................

19、........................32</p><p>　　4.3.1 網(wǎng)格策略.................................................32</p><p>　　4.3.2 計算網(wǎng)格的生成............................................33</p><p>　　4.4 邊

20、界條件的設定...............................................35</p><p>　　4.5 求解器的選擇.................................................37</p><p>　　4.6 湍流模型及離散格式的選取.....................................37<

21、;/p><p>　　4.7 收斂性判定...................................................37</p><p>　　4.8 轎跑車數(shù)值模擬結(jié)果與分析.....................................38</p><p>　　4.8.1 車身外流場分析........................

22、...................38</p><p>　　4.8.2 氣動阻力計算及性能分析...................................43</p><p>　　4.9 本章小結(jié).....................................................44</p><p>　　第五章 總結(jié).......

23、.................................................57</p><p>　　5.1 全文總結(jié).....................................................57</p><p>　　5.2 展望......................................................

24、...57</p><p>　　參考文獻...........................................................59</p><p>　　致 謝....................................................... </p><p><b>　　1 緒論</b>

25、;</p><p>　　1.1 研究背景與意義</p><p>　　隨著人們對物質(zhì)生活的追求和提高，人們對生活品位的追求促使我們這些汽車技術人員只有去精益求精制造完美汽車才能滿足人們的需求。由于高等級公里的發(fā)展，汽車車速的提高對汽車的操縱穩(wěn)定性、安全性、舒適性提出了更高的要求，特別是由于世界能源危機，石油價格上漲，使得汽車節(jié)能技術收到了前所未有的關注。對于高速行駛的汽車，氣動力對其各性能的

26、影響有著至關重要的作用，所以良好的空氣動力穩(wěn)定性是汽車高速、安全行駛的前提。因此，改善和提高汽車的空氣動力學特性是具有極其重要的現(xiàn)實意義的。</p><p>　　空氣阻力是汽車行駛時所遇到最大的也是最重要的外力。風阻系數(shù)的大小取決于汽車的外形。風阻系數(shù)愈大,則空氣阻力愈大。現(xiàn)在汽車的風阻系數(shù)一般在0.3-0.5之間。所有汽車設計者都在致力于風阻系數(shù)的降低,風阻系數(shù)越低則意味著汽車燃油越佳,目前不少國內(nèi)車型的風阻系

27、數(shù)已經(jīng)低于0.3。</p><p>　　隨著計算機技術的發(fā)展和數(shù)值分析方法的不斷演變，求解復雜的偏微分方程組成為可能，這些也進一步促進了計算流體力學CFD的發(fā)展。數(shù)值分析方法現(xiàn)已成為與實驗研究方法和理論分析兩類方法并駕齊驅(qū)的重要研究方法。數(shù)值計算的目的是利用計算機技術來求解流動運動方程，從而研究分析汽車流場各主要特性以及汽車氣動性能。</p><p>　　國外一些汽車工業(yè)相對比較發(fā)達的國家

28、對汽車空氣動力學，尤其是在傳統(tǒng)的試驗研究方面已經(jīng)取得的很大的成就。計算流體力學取得了很大重要的研究成果。當時80年代初期的研究對象還僅僅是限于車體的基本形狀方面，隨后才逐步發(fā)展到如今包括車后視鏡、擾流板、發(fā)動機倉、車輪等部件的模擬，并且加入了有關車輛高速行駛時的橫風穩(wěn)定性和橫風過渡特性，甚至是兩車相撞時瞬態(tài)空氣動力學特性等方面的模擬，可以說現(xiàn)在汽車空氣動力學解析系統(tǒng)的研究已是初具規(guī)模。</p><p>　　CFD

29、在汽車設計的應用方面國內(nèi)雖然起步很晚，但是進展迅速，并且取得了較好的成績。吉林大學的傅立敏教授用實驗和數(shù)值模擬分析流場橫縱向的流動情況，研究轎車三維分離流動特性，分析了其氣流分離和尾渦的形成原因與發(fā)展機理。中國氣動中心與汽車研究院合作研究車身各部分的速度矢量及壓力分布；北京航空航天大學則在軟件開發(fā)及減阻方面做出來很大成果。</p><p>　　1.2 汽車空氣動力學的研究方法</p><p&g

30、t;　　汽車空氣動力學目前的研究方法按研究手段可以分為實驗研究、理論分析和數(shù)值計算三種。</p><p>　　1.2.1 實驗研究</p><p>　　汽車空氣動力學試驗主要包括模型風洞試驗法、實車風洞試驗法和實車道路實驗法。實驗研究在空氣動力學研究中占有十分重要的地位，它可以更真實地模擬汽車實際行駛狀況，并可以提供建立理論模型的依據(jù)、檢驗理論及計算結(jié)果的準確性和可靠性。道路試驗只有在汽車

31、樣車生產(chǎn)出來后才能進行，屬于汽車空氣動力學實驗研究后期的一個手段，風洞試驗則能在汽車設計研發(fā)早期開展，是汽車開發(fā)或已有汽車變型發(fā)展過程中內(nèi)外形設計的重要手段。但是實驗方法受限于試驗環(huán)境、實驗手段、設備和經(jīng)費等物質(zhì)條件。特別是風洞試驗，投入大，成本高。此外有些實際問題尚無法在實驗中得以解決，使得難以得到準確的實驗數(shù)據(jù)。</p><p>　　1.2.2 理論分析</p><p>　　理論分析的

32、特點在于科學的抽象，利用數(shù)學方法求出理論結(jié)果，清晰地、普遍地揭示出空氣運動、汽車氣動力產(chǎn)生機理以及對汽車性能影響的內(nèi)在規(guī)律。首先抽象出合理的簡化理論模型，并在此基礎上根據(jù)已總結(jié)出的相關的介質(zhì)性質(zhì)實驗公式，結(jié)合普遍定律來構(gòu)建描述其有關介質(zhì)運動規(guī)律的微分方程，接著利用數(shù)學方法并考慮到相應的初始和邊界條件解出方程組。研究人員通過對這個得出的解加以分析，就可以揭示出其所表示各種待觀測物理量的變化規(guī)律。</p><p>　

33、　但是理論分析往往容易受到數(shù)學工具及求解方法的限制，只能建立相對簡單的近似模型和經(jīng)驗公式，對于研究更復雜的、更符合實際的氣流存在很大的局限性。</p><p>　　1.2.3 數(shù)值計算</p><p>　　隨著計算機技術的發(fā)展和數(shù)值分析方法的不斷演變，求解復雜的偏微分方程組成為可能，這些也進一步促進了計算流體力學CFD（Computer Fluid Dynamics）的發(fā)展。同時數(shù)值分析方

34、法在計算流體力學，尤其是汽車空氣動力學方面的研究作用和地位也在不斷提高，現(xiàn)已成為與實驗研究和理論分析兩類方法并駕齊驅(qū)的重要研究方法。</p><p>　　數(shù)值計算的目的是利用計算機技術來求解流動運動方程，從而研究分析汽車流場各主要特性以及汽車氣動性能。通過計算分析汽車周圍的繞流情況，并將其結(jié)果可視化，使得研究人員可以很清晰地看到汽車流場的各種細節(jié)，進而可以分析流動的分離、表面壓力分布以及受力大小情況等。其優(yōu)點是能

35、夠預測或解決一些理論及實驗無法處理的復雜流動問題，能取代部分實驗環(huán)節(jié)，且省時省工。數(shù)值計算的特點是不受流場品質(zhì)、實驗環(huán)境、實驗器材等因素影響，實驗參數(shù)選擇大。但是它要求事前必須充分了解問題的物理特性，才能提煉出比較精確的數(shù)學方程及相應的初始、邊界條件等，而這些又必須依靠實驗和理論方法的支撐。</p><p>　　應用CFD分析指導設計，為設計提供科學的依據(jù)，無論在新產(chǎn)品開發(fā)還是在 現(xiàn)有產(chǎn)品

36、改進方面，都具有提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強自主開發(fā)能力的作用。由于具有周期短、成本低、不需實體模型（實車）等特點，CFD 分析必將在未來虛擬開發(fā)技術中發(fā)揮重要作用。</p><p>　　但是不可否認，數(shù)值模擬方法也存在其一定的缺點：比如，因目前無法完全搞清楚湍流的流態(tài)特性，對有些問題的求解也還沒有普遍適用的數(shù)學模型，并且數(shù)值計算的精度和收斂性也有待改進。如在針對汽車外流場的模擬過程中，對于一些特定的、物理機理比較清楚的區(qū)

37、域，我們可以用CFD 方法來得到精度較高的求解；但是對于那些流動機理仍不是很明確的地方（如車身的分離繞流部分），CFD 方法求解精度仍有待提高。另外，由于RANS 代碼中本身就包含了基于經(jīng)驗的輸入?yún)?shù)、截斷誤差、湍流模型等設置因素，這就導致數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果必然會存在著一定的差異。因此， 目前CFD 方法并不能全面代替風洞試驗研究。實際上，現(xiàn)在汽車設計行業(yè)很多實際問題還是需要依靠相關試驗來解決。從某種程度上來說，試驗結(jié)果可以校正CF

38、D方法和檢驗CFD結(jié)果是否正確。</p><p>　　實驗研究、理論分析、數(shù)值計算這三種方法各有利弊、相輔相成。實驗研究是理論分析和數(shù)值計算的基礎，它可以用來檢驗理論的正確性和可靠性；理論分析能指導實驗和數(shù)值計算，并能將部分實驗結(jié)果應用到一整類現(xiàn)象問題中去，在大量的實驗基礎上，通過歸納總結(jié)，得出相應規(guī)律，促進理論的發(fā)展，并反過來指導實驗；數(shù)值計算則可以彌補另外兩者的不足，三者相互作用，共同促進汽車空氣動力學的發(fā)展

39、。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國外汽車空氣動力學發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　國外一些汽車工業(yè)相對比較發(fā)達的國家對汽車空氣動力學，尤其是在傳統(tǒng)的試驗研究方面已經(jīng)取得了很大的成就，各大汽車公司基本上都有自己的風洞實驗室。迄今為止國際上眾多名車都是基于各種嚴格條件下的風洞試驗結(jié)果來設計和改型的，可以說都是融合了現(xiàn)代空氣動

40、力學的成果。自20年代國外將空氣動力學應用到汽車上以來，先后已出現(xiàn)了很多驕人的成績。1938 年法國人安德里奧設計了氣動阻力系數(shù)僅為0.28 “雷電”賽車，同時在強側(cè)向風條件下也擁有良好的穩(wěn)定性，并以575.3km/h的高車速創(chuàng)造當時的世界記錄。60年代初期，各大汽車公司先后投入巨額資金建造新型的整車風洞實驗室。用這種風洞模擬真實汽車在不同行駛條件下的狀況，除了可以研究汽車承受的氣動力之外，還可更準確地研究汽車外部或內(nèi)部細節(jié)的空氣流場，

41、以及發(fā)動機的冷卻、室內(nèi)通風、灰塵積垢等等各項性能。其中較為代表的是值達到0.30“Audi100C3”型轎車，采用整體最佳化方法設計開發(fā)，“Audi100C3”的推出在當時引起了整個世界汽車行業(yè)的轟動。</p><p>　　計算流體力學(CFD)應用于汽車設計始于80年代，其研究主要以歐美為心。隨著計算機技術的發(fā)展和湍流理論研究的不斷深入，使得將計算流體力學的研究成果應用于汽車設計成為可能，并取得了很多重要的研究

42、成果。當時80年代初期的研究對象還僅僅是限于車體的基本形狀方面，隨后才逐步發(fā)展到如今包括車后視鏡、擾流板、發(fā)動機艙、復雜底板、車輪等部件的模擬，并且加入了有關車輛高速行駛時的橫風穩(wěn)定性和橫風過渡特性，甚至是兩車相遇時瞬態(tài)空氣動力學特性等方面的模擬。值得一提的是在精度方面，研究結(jié)果可以把的誤差降到了5%以內(nèi)。同時隨著ANSYS、STAR.CD、FLUENT 以及CFX 等商業(yè)軟件的廣泛應用，可以說現(xiàn)在汽車空氣動力學解析系統(tǒng)的研究已是初具規(guī)

43、模。</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)汽車空氣動力學發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國的汽車工業(yè)發(fā)展一直比較落后，國內(nèi)自主研發(fā)水平比較低，可以說是長期處于引進國外技術的低開發(fā)水平狀態(tài)，因此對汽車空氣動力學方面的研究投入甚微。國內(nèi)以往對空氣動力學的研究主要是集中在飛機等航天方面的研究，而在汽車領域的應用研究則很少，相對來說也比較晚。1981 年中國空氣動力學研究與發(fā)展中心首次進行了兩輛轎

44、車和一輛面包車的實車測試風洞試驗研究，隨后長春汽車研究所、湖南大學、原吉林工業(yè)大學、南京航天航空大學、西安公路交通大學、同濟大學通過對航天風洞、建筑風洞的改造，先后也開始了轎車、大客車和貨車的汽車空氣動力學的研究工作。2009 年9 月19日,斥資4.9 億元建造的中國國內(nèi)第一個“汽車風洞”—上海地面交通工具風洞中心在同濟大學嘉定校區(qū)正式落成啟用，填補了中國國內(nèi)汽車研發(fā)設計領域多個空白。此次風洞的關鍵技術指標均達到世界領先水平，并擁有全

45、部自主知識產(chǎn)權。除支持汽車企業(yè)外，新啟用的上海地面交通工具風洞中心還將為中國高速列車的自主研發(fā)和大飛機項目，提供不可缺少的關鍵技術支撐平臺?！捌囷L洞”將為中國汽車和軌道車輛工業(yè)，特別是為新能源汽車的自主研發(fā)提供重要的基礎性服務，為中國汽車工業(yè)從“中國制</p><p>　　長春汽車研究所應用細部最佳化設計方法，通過改變曲面斜度、增加擾流板等措施對紅旗CA774模型進行改型，最后使其阻力系數(shù)降低21.1%，升力系

46、數(shù)降低54%。并通過進一步優(yōu)化滑底板，使得汽車最后產(chǎn)生了負升力。吉林大學的傅立敏教授用實驗和數(shù)值模擬分析流場橫縱向的流動狀況，研究轎車三維分離流動特性，分析了其氣流分離及尾渦的形成原因與發(fā)展機理。中國氣動中心與汽車研究院合作研究車身各部分的速度矢量及壓力分布；北京航空航天大學則在軟件開發(fā)及減阻方面做出了很多成果。近10年來，汽車空氣動力學研究受到極大的重視，在降低氣動阻力方面取得了很大的進展，商品車的平均氣動阻力系數(shù)已降至0.35以下，

47、一些先進的氣動設計的樣車，氣動阻力已降到0.15～0.20。隨著降阻車的開發(fā)，車身設計趨于挺拔、大方的棱角造型，但對空氣動力學有影響的關鍵部位，都采用圓角過渡。并且，國內(nèi)目前己經(jīng)出現(xiàn)了一些由我國自主開發(fā)的應用于汽車的三維流場計算軟件。</p><p>　　1.4 本文研究內(nèi)容</p><p>　　本設計主要是通過使用建模軟件對某型汽車進行建模，并運用CFD軟件對其流場進行數(shù)值模擬，通過分析

48、整車表面速度和壓力特性，了解氣流運動規(guī)律和情況，結(jié)合理論分析其各部分結(jié)構(gòu)對外流場的影響及規(guī)律，為此轎車的開發(fā)提供計算機模擬數(shù)據(jù)。</p><p>　　研究應用汽車空氣動力學及所用軟件基礎；</p><p>　　以某汽車為研究對象用catia軟件進行三維建模，并生成有限元模型；</p><p>　　3） 對模型外部的速度和壓力場進行分析，得出相應的結(jié)論，分析該汽車

49、的流場特性、表面壓力，總結(jié)其結(jié)構(gòu)對氣動阻力與升力的影響。</p><p>　　1.5 catia軟件介紹</p><p>　　1.5.1 catia軟件簡介</p><p>　　CATIA是法國Dassault System公司旗下的CAD/CAE/CAM一體化的軟件，Dassault System成立于1981年，CATIA是英文 Computer Aided T

50、ri-Dimensional Interface Application 的縮寫。</p><p>　　在70年代Dassault Aviation成為了第一個用戶，Dassault Aviation是世界著名的航空航天企業(yè)，其產(chǎn)品以幻影2000和陣風戰(zhàn)斗機最為著名。</p><p>　　從1982年到1988年，CATIA相繼發(fā)布了1版本、2版本、3版本，并于1993年發(fā)布了功能強大的4

51、版本，現(xiàn)在的CATIA軟件分為V4版本和 V5版本兩個系列。V4版本應用于UNIX 平臺，V5版本應用于UNIX和Windows 兩種平臺。</p><p>　　CATIA如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 領域內(nèi)的領導地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認。</p><p>　　其銷售利潤從最開始的一百萬美圓增長到現(xiàn)在的近二十億美元。雇員人數(shù)由20人發(fā)展到2，000多人。居世界CAD/CA

52、E/CAM領域的領導地位，廣泛應用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子\電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設計與制造領域，其特有的DMU電子樣機模塊功能及混合建模技術更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。</p><p>　　CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領域的大、中、小型企業(yè)需要。包括:從大型的波音747飛機、火箭發(fā)動機到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世界上有超過

53、13,000的用戶選擇了CATIA。CATIA源于航空航天業(yè)，但其強大的功能以得到各行業(yè)的認可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實上的標準。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機公司使用CATIA完成了整個波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個奇跡，從而也確定了CATIA在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領先地位。</p><p>　　劃時

54、代產(chǎn)品CATIA V5</p><p>　　V5版本的開發(fā)開始于1994年，CATIA V5版本是IBM和達索系統(tǒng)公司長期以來在為數(shù)字化企業(yè)服務過程中不斷探索的結(jié)晶。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務集成概念進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個針對產(chǎn)品整個開發(fā)過程的工作環(huán)境。在這個環(huán)境中，可以對產(chǎn)品開發(fā)過程的各個方面進行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產(chǎn)品整個開發(fā)過程包括概念設

55、計、詳細設計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中的使用和維護。新的V5版本界面更加友好，功能也日趨強大，并且開創(chuàng)了CAD/CAE/CAM軟件的一種全新風格。</p><p><b>　　1）產(chǎn)品及服務</b></p><p>　　模塊化的CATIA系列產(chǎn)品旨在滿足客戶在產(chǎn)品開發(fā)活動中的需要，包括風格和外型設計、機械設計、設備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機、機械

56、加工、分析和模擬。CATIA產(chǎn)品基于開放式可擴展的V5架構(gòu)。</p><p>　　通過使企業(yè)能夠重用產(chǎn)品設計知識，縮短開發(fā)周期，CATIA解決方案加快企業(yè)對市場的需求的反應。自1999年以來，市場上廣泛采用它的數(shù)字樣機流程，從而使之成為世界上最常用的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)。</p><p>　　CATIA系列產(chǎn)品已經(jīng)在七大領域里成為首要的3D設計和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設計、電

57、力與電子、消費品和通用機械制造。</p><p><b>　　2）核心技術</b></p><p>　　1.CATIA先進的混合建模技術</p><p>　　設計對象的混合建模：在CATIA的設計環(huán)境中，無論是實體或是曲面，做到了真正的互操作；變量和參數(shù)化混合建模：在設計時，設計者不必考慮如何參數(shù)化設計目標，CATIA提供了變量驅(qū)動及后參數(shù)化能

58、力。</p><p>　　幾何和智能工程混合建模：對于一個企業(yè)，可以將企業(yè)多年的經(jīng)驗積累到CATIA的知識庫中，用于指導本企業(yè)新手，或指導新車型的開發(fā)，加速新型號推向市場的時間。</p><p>　　2.CATIA具有在整個產(chǎn)品周期內(nèi)的方便的修改能力，尤其是后期修改性</p><p>　　無論是實體建模還是曲面建模，由于CATIA提供了智能化的樹結(jié)構(gòu)，用戶可方便快捷

59、的對產(chǎn)品進行重復修改，即使是在設計的最后階段需要做重大的修改，或者是對原有方案的更新?lián)Q代，對于CATIA來說，都是非常容易的事。</p><p>　　3.CATIA所有模塊具有全相關性</p><p>　　CATIA的各個模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，因此CATIA的各個模塊存在著真正的全相關性，三維模型的修改，能完全體現(xiàn)在二維，以及有限元法分析，模具和數(shù)控加工的程序中。</p>

60、<p>　　4.并行工程的設計環(huán)境使得設計周期大大縮短</p><p>　　CATIA 提供的多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式，使得并行工程設計模式已不再是新鮮的概念，總體設計部門只要將基本的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)放出去，各分系統(tǒng)的人員便可開始工作，既可協(xié)同工作，又不互相牽連；由于模型之間的互相聯(lián)結(jié)性，使得上游設計結(jié)果可做為下游的參考，同時，上游對設計的修改能直接影響到下游工作的刷新。實現(xiàn)真正的并行工程設計環(huán)境。

61、</p><p>　　5.CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個過程</p><p>　　CATIA 提供了完備的設計能力：從產(chǎn)品的概念設計到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個零件的設計到最終電子樣機的建立；同時，作為一個完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機械設計，工程分析及仿真，數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡應用解決方案有機的結(jié)合在一起

62、，為用戶提供嚴密的無紙工作環(huán)境，特別是CATIA中的針對汽車、摩托車業(yè)的專用模塊,使CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達到縮短設計生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費用的目的。</p><p>　　1.5.2 catia軟件在汽車領域的應用</p><p>　　CATIA是汽車工業(yè)的事實標準，是歐洲、北美和亞洲頂尖汽車制造商所用的核心系統(tǒng)。CATIA 在造型風格、車身及引擎設計等方

63、面具有獨特的長處，為各種車輛的設計和制造提供了端對端（end to end）的解決方案。CATIA 涉及產(chǎn)品、加工和人三個關鍵領域。CATIA的可伸縮性和并行工程能力可顯著縮短產(chǎn)品上市時間。</p><p>　　一級方程式賽車、跑車、轎車、卡車、商用車、有軌電車、地鐵列車、高速列車，各種車輛在CATIA 上都可以作為數(shù)字化產(chǎn)品，在數(shù)字化工廠內(nèi)，通過數(shù)字化流程，進行數(shù)字化工程實施。CATIA 的技術在汽車工業(yè)領域內(nèi)

64、是無人可及的，并且被各國的汽車零部件供應商所認可。從近來一些著名汽車制造商所做的采購決定，如Renault、Toyota、Karman、Volvo、Chrysler等，足以證明數(shù)字化車輛的發(fā)展動態(tài)。Scania是居于世界領先地位的卡車制造商，總部位于瑞典。其卡車年產(chǎn)量超過50，000輛。當其他競爭對手的卡車零部件還在25，000個左右時，Scania公司借助于CATIA系統(tǒng)，已經(jīng)將卡車零部件減少了一半?，F(xiàn)在，Scania公司在整個卡車研

65、制開發(fā)過程中，使用更多的分析仿真，以縮短開發(fā)周期，提高卡車的性能和維護性。CATIA系統(tǒng)是Scania公司的主要CAD/CAM 系統(tǒng)，全部用于卡車系統(tǒng)和零部件的設計。通過應用這些新的設計工具，如發(fā)動機和車身底盤部門CATIA系統(tǒng)創(chuàng)成式零部件應力分析的應用，支持開發(fā)過程中的重復使用等應用，公司已取得了良好的投資回報。現(xiàn)在，為了進一步提高產(chǎn)品的性能，Scan</p><p>　　2 汽車空氣動力學氣動特性研究<

66、/p><p>　　汽車空氣動力學以空氣動力學為基本理論來分析汽車周圍的流場，研究作用在汽車上的氣動力和力矩，并運用空氣動力學研究的成果來改善汽車造型，提高汽車性能。因此，本章主要探討了空氣動力學的基本理論，為數(shù)值計算提供理論基礎。</p><p>　　2.1 空氣動力學基本理論</p><p>　　2.1.1 空氣的基本物理屬性</p><p>

67、　　1）空氣的連續(xù)介質(zhì)模型</p><p>　　通常我們用自由行程平均值(氣體中所有分子) l 來表示氣體分子的間隙大小。對海平面大氣而言，在氣壓為760mm汞柱，溫度為15℃時，每1內(nèi)有空氣分子2.7×個，其平均自由行程l =10mm，因而，從微觀上看空氣是離散的。這樣要研究空氣的相關規(guī)律將十分困難，因為我們不能把微分方程等數(shù)學工具直接用于離散介質(zhì)中。但空氣動力學研究的不是微觀的分子運動，而是研究空氣

68、與其中運動物體的宏觀機械運動，是大量分子的平均統(tǒng)計行為。所研究對（如汽車）的特征尺寸要遠遠大于分子的間距，因此在空氣動力學研究中，將實際由分子組成的空氣用一種假想的彼此無任何間隙的空氣微團來代替，這種空氣微團被定義為由足夠量分子組成并連續(xù)充滿所占據(jù)的空間，這就是歐拉建立的連續(xù)介質(zhì)模型。</p><p>　　在這個模型的前提下，空氣動力學把介質(zhì)（空氣）看成無空隙存在，這種假設，稱為連續(xù)性假設?；诖思僭O，可將空氣特

69、性的一系列參數(shù)，如壓強、溫度、密度、速度都可看作是連續(xù)分布的，因為他們可被看成空間坐標和時間的連續(xù)可分函數(shù)，故在研究中可采用微分方程等數(shù)學工具。</p><p>　　2）空氣的粘性和流動性</p><p><b>　?。?）粘性</b></p><p>　　把手浸入水中，抽出時就會有水珠黏附在手上，這表明水有黏性，把手浸入甘油或蜂蜜中間，附著的

70、就更多，這表明它們的黏性比水大得多。空氣的黏性比水的要小。空氣的黏性和溫度有關，溫度高，空氣的黏性大，反之就小?？諝獾酿ば钥捎闷鋭恿︷ざ葋砗饬俊攺娬{(diào)的是，只有流動時才會表現(xiàn)出粘性，靜止的流體不呈現(xiàn)粘性。粘性的作用表現(xiàn)為阻礙氣流內(nèi)部的相對滑動，進而阻礙氣流的流動。這種阻礙作用只能延緩相對滑動過程，這是粘性的重要特征。粘性的大小，可用單位面積上的摩擦力——摩擦應力τ 表示。粘性系數(shù)μ 顯著地依賴于溫度，但很少隨壓力發(fā)生變化，它

71、與溫度的關系對于液體和氣體來說是截然不同的。對于液體來說,隨著溫度升高，粘性系數(shù)μ下降；對于氣體而言，隨著溫度升高，粘性系數(shù)隨之上升。 　　由于空氣的粘性不大，在處理許多氣流問題時，有時往往會忽略粘性作用。忽略其粘性作用的流體稱為理想流體。</p><p><b>　?。?）流動性</b></p><p>　　氣體的流動性是指在空氣中運動的物體的通過性。亦

72、即當運動的物體經(jīng)過時，它流經(jīng)過的路線上原來的空氣，必然會被排擠開去，這種被排擠開去的運動，稱為受擾運動。受擾動的并不僅僅是直接和運動物體相接觸的那些空氣微團，因為擾動會通過空氣微團的彼此作用，由近及遠地傳播開去的。擾動這樣層層傳播開去的傳播速度和氣體的彈性有關系，也就是說與音速有關，當擾動不大時，這種傳播速度就等于音速。當運動物體的速度遠小于音速時，這時空氣的流動性很好。因為在運動物體還沒到達的路徑前方，空氣微團由于受到擾動而開始運動，

73、當運動物體到達時，空氣微團就很容易地讓開路了。當運動物體的運動速度超過速之后，擾動傳播的速度仍是音速，只是運動物體到達時才突然被推開。這時流動性就很差了。當運動速度達到高超音速范圍時，空氣簡直就像沒有流動性一樣、空氣微團會像固體粒子那樣向運動物體打來。由于汽車的運動速度一般都低于音速，因而其空氣流動性較好。</p><p>　　2.1.2 氣流運動的基本方程</p><p>　　流體力學中

74、的基本方程為連續(xù)性方程和伯努利方程，前者表示兩過流斷面上的流動參數(shù)之間的關系，后者則表示能量轉(zhuǎn)換的關系。</p><p><b>　　1）連續(xù)性方程</b></p><p>　　如圖2.1所示，當流體流經(jīng)變截面時，如果是定常流動，則管道的任意截面1、2 之間的流體質(zhì)量不變，即：</p><p>　　ρ1V1A1 = ρ2V2A2 = C1

75、 （2.1）</p><p>　　式中：ρ1、ρ2 —兩截面的平均密度，對于不可壓縮流體，其密度為常數(shù)；</p><p>　　V1、 V2—兩截面的平均流速；</p><p>　　A1、A2 —兩截面的截面積；</p><p><b>　　C1—常數(shù)。 </b>

76、;</p><p>　　圖 2.1 流體在變截面管中的流動</p><p><b>　　2）伯努利方程</b></p><p>　　與流體的質(zhì)量成正比的力被稱為質(zhì)量力。對于不可壓縮流體作定常流動，當忽略質(zhì)量力時，流體的流動速度和壓強也存在一定的關系，用伯努利方程描述如下：</p><p>　　+ ρ =

77、 （2.2）</p><p>　　式中： P —流體靜壓力；</p><p><b>　　V —流體流速；</b></p><p><b>　　—總壓。</b></p><p>　　若將該方程用到圖2.1所示的兩個截面上，可表示為：</p><p>

78、;　　+ = + （2.3）</p><p>　　由式（2.3），在流動過程中，對于理想不可壓縮流體作定常流動時忽略其質(zhì)量力，其總壓不變。同樣單位體積流體的動能（）和流體所具有的壓力能（P）之和保持不變即總機械能不變，即能量是守恒的。由上式可知,流速越高、動能越大，壓力能越?。环粗嗳?。</p><p>　　2.1.3 粘性流基礎</p&g

79、t;<p>　　1）層流、湍流和雷諾數(shù)</p><p>　　流體分層流動，相鄰兩層流體間只作相對滑動，流層間沒有橫向混雜，這種流動狀態(tài)叫做層流。</p><p>　　當流體流速超過某一數(shù)值時，流體不再保持分層流動，而可能向各個方向運動，各個流層將混淆起來，并有可能出現(xiàn)渦旋，這種流動狀態(tài)叫湍流。流體作湍流時所消耗的能量比層流多。</p><p>　　介于

80、層流與湍流間的流動狀態(tài)很不穩(wěn)定,稱為過渡流動。</p><p>　　雷諾通過大量實驗和理論分析表明，流體運動的狀態(tài)不僅和速度有關，而且還與流體的性質(zhì)、管徑的大小等有關。發(fā)現(xiàn)決定流態(tài)的是下列組合而成的判據(jù)數(shù),即雷諾數(shù)：</p><p>　　Re= （2.4）</p><p>　　式中： —圓管橫截面上流體的

81、平均速度，m/s；</p><p>　　l —圓管直徑，又稱特征長度，m；</p><p>　　μ —流體的運動粘性系數(shù)，/s。</p><p>　　我們把層流變?yōu)橥牧鞯呐R界雷諾數(shù)用ReL 表示，稱上臨界雷諾數(shù)；由湍流變?yōu)閷恿鞯呐R界雷諾數(shù)用Re L’ 表示，稱下臨界雷諾數(shù)，且ReL ＞Re L’ 。</p><p>　　因而用雷諾數(shù)來判斷流動

82、狀態(tài)時，有三種情況：</p><p>　　(1)當Re＜ReL’時，流動為層流狀態(tài)；</p><p>　　(2)當Re＞ ReL 時，流動為湍流狀態(tài)；</p><p>　　(3)當ReL’ ＜Re＜ ReL ，流動為不穩(wěn)定狀態(tài)，既可能是層流也可能是湍流，任何擾動都能使之破壞。</p><p>　　在實際應用中，臨界雷諾數(shù)往往采用Re '

83、; L ，因為若流動處于過渡狀態(tài)時，一般也湍流來考慮。</p><p><b>　　2）附面層</b></p><p>　　雷諾數(shù)Re=慣性力/粘性力。當雷諾數(shù)很大時說明慣性力遠遠大于粘性力，此時流體粘性很小，流速很大。在處理這類問題時，為使問題得到簡化往往只考慮慣性力而忽略粘性力的作用。但當流體以較大的雷諾數(shù)流經(jīng)物體時，雖然流體的粘性很小，但物體的壁面附近的流場出現(xiàn)

84、一個速度變化很快的薄層，使得在壁面法向方向上卻存在很大的速度梯度，表現(xiàn)出很大的粘性剪切力，此粘性力能達到和慣性力具有相同的數(shù)量級，在這種情況下考慮慣性力的同時需要考慮粘性力。當 Re>>1，流體繞過物體時在其壁面附近存在有受流體粘性影響很大的薄層，稱為邊界層。</p><p>　　由前述可知：粘性不可壓縮流體流經(jīng)平板結(jié)構(gòu)的物體時，在邊界層沿x方向的速度 不發(fā)生變化，根據(jù)前文所介紹的伯努利方程可知邊界層

85、處的壓強也不變化。而當物體表面是曲面，壓強隨著邊界層沿x方向的速度的變化而變化，使得邊界層也相應改變，因此當流體流經(jīng)曲面時會對邊界層內(nèi)部的流場產(chǎn)生重要的影響。附面層內(nèi)同樣存在兩種流態(tài)，即層流附面層和湍流附面層。在層流附面層和湍流附面層之間為過渡附面層，如圖2.2所示。在相同雷諾數(shù)下，湍流附面層厚度比層流的大，湍流附面層的厚度沿流動方向比層流附面層增加得快。在湍流附面層內(nèi)，緊靠物體表面總是存在著一層極薄的粘性底層。在粘性底層內(nèi)速度梯度極大

86、。判別流態(tài)的準則仍然是雷諾數(shù)。</p><p>　　圖 2.2 附面層內(nèi)的不同流態(tài)</p><p>　　2.2 汽車的氣動力與氣動力矩</p><p>　　汽車在行駛過程中，除了受到來自地面對輪胎的附著力以外，還受到其周圍氣流的氣動力作用，氣流的作用主要產(chǎn)生的是阻力和升力，當有側(cè)風存在時，由于汽車橫擺角β的存在，汽車還將受到一個側(cè)向力。這三個氣動力的合力在汽車的作用

87、點稱為風壓中心(Center of Pressure)，記作C.P。將氣動力的合力沿汽車坐標系分解為三個力和三個力矩，統(tǒng)稱為六分力，它們決定了汽車總的氣動力矢量。六分力的大小及關系見表2.1。</p><p>　　表2.1 氣動力和氣動力矩及系數(shù)</p><p>　　表中，ρ —空氣密度；</p><p>　　—汽車與空氣的相對速度，即來流速度；</p>

88、<p>　　S—汽車的迎風投影面積，也稱正面面積；</p><p>　　l —汽車的特征長度，如軸距。</p><p><b>　　1）氣動阻力</b></p><p>　　氣動阻力對汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性有著直接的影響。隨著能源問題的日益突出，汽車的高速化以及公路運輸比重的不斷增加，減少氣動阻力以提高汽車的燃油經(jīng)濟性也變得越來

89、越受關注。在汽車的六個氣動分力中，氣動阻力的構(gòu)成和影響因素最復雜，也是汽車空氣動力學目前研究的重要內(nèi)容之一。</p><p>　　氣動阻力由壓差阻力、摩擦阻力、誘導阻力、干涉阻力和內(nèi)流阻力5 部分組成,其方向與汽車運動方向相反。壓差阻力--作用在汽車外形表面上的沿汽車行駛方向的氣動力稱為壓差阻力，它是氣動阻力的主要組成部分。</p><p>　　壓差阻力是由于空氣在運動過程中的粘性在汽車車

90、身前后產(chǎn)生壓力差而形成的阻力，約占汽車總氣動阻力的50%-65%。</p><p>　　摩擦阻力--汽車的摩擦阻力是由于空氣的粘性作用使得空氣與汽車車身面產(chǎn)生摩擦而形成的阻力,約占汽車總氣動阻力的6%-11%。</p><p>　　誘導阻力--誘導阻力是由車身附著渦誘導而成的。約占汽車總氣動阻力的8%-15%。干涉阻力--干涉阻力即汽車外表面上的各附件和孔眼、凹槽及縫隙所引起的流干涉而導致

91、的阻力,約占汽車總氣動阻力的5％—16％。</p><p>　　內(nèi)流阻力--內(nèi)流阻力是指由汽車制動器冷卻氣流、發(fā)動機、空調(diào)以及駕駛室通風氣流引起的阻力。這些氣流通過氣流進出口的壓力差或風扇對外部氣流加以利用。在流動的過程中這些氣流會導致內(nèi)流阻力造成車輛較大的能量損失,約占汽車總氣動阻力的10%-18%。</p><p>　　由上可知，減小汽車的形狀阻力在車身設計時具有非常重要的意義，這就要

92、求對車身外形進行“流線形”設計。車身長、寬、高基本尺寸以及它們的最佳比例關系也直接影響了車輛的空氣阻力系數(shù)。實踐證明，車身越長，越寬，越低，空氣阻力越小。但是除了對空氣動力特性的基本要求，還需要進行更全面地考慮包括交通法規(guī)、造型和結(jié)構(gòu)上的要求、舒適性、乘坐空間等因素，不能單純地對車進行增加長度、增加寬度、減低高度的改進。所以在進行車身設計時要協(xié)調(diào)相互之間的關系，全面綜合地對各因素進行分析，最終得到最佳的設計效果。</p>

93、<p><b>　　2）氣動升力</b></p><p>　　氣動升力指的是作用在汽車垂直方向上的氣動力，與汽車的行駛方向垂直。氣動升力的大小與來流速度的平方、汽車的迎風面積以及氣動升力系數(shù)成正比，方向與汽車重力方向相反。它直接影響 汽車的操縱穩(wěn)定性和動力性，同時也間接地影響燃油經(jīng)濟性。</p><p>　　汽車特別是流線型較好的轎車，其外形是接近于有限翼展

94、翼型的鈍形體。當空氣流經(jīng)汽車上下表面時，空氣質(zhì)點流經(jīng)上表面的路程比下表面的路程長，而流經(jīng)后的空氣質(zhì)點又須同時在汽車后部匯合，因此流經(jīng)汽車車身上表面的空氣質(zhì)點速度比流經(jīng)下表面的空氣質(zhì)點速度快。根據(jù)伯努利定理可知，汽車車身上部會形成低壓區(qū)，而汽車車身下部會形成高壓區(qū)，導致汽車上下部產(chǎn)生壓差。這也就是汽車產(chǎn)生氣動升力的基本原理。</p><p>　　由于氣動升力會降低輪胎的附著力從而影響汽車的驅(qū)動性、操穩(wěn)性，因此，在進

95、行車身空氣動力造型設計時，應盡量減小氣動升力值，甚至為負值更為理想。</p><p><b>　　3）氣動側(cè)力</b></p><p>　　嚴格地說，當氣流與汽車的縱對稱面平行時，是不存在氣動側(cè)力的。但在汽車實際行駛中，氣流不會總是與汽車的縱對稱面平行，當氣流與汽車存在橫偏角時，汽車都會產(chǎn)生氣動側(cè)力。氣動側(cè)力是橫擺角β引起的結(jié)果，所以對每一個具體的汽車形狀，究氣動側(cè)力

96、與橫擺角的關系是十分必要的。氣動側(cè)力系數(shù)主要是指汽車外形對側(cè)風的敏感性。在汽車造型初期，確定汽車的氣動側(cè)力系數(shù)是非常重要的。</p><p><b>　　4）橫擺氣動力矩</b></p><p>　　汽車橫擺氣動力矩與橫擺角是成正比關系，且流線型越好的車型其橫擺氣動力矩系數(shù)CN 隨橫擺角β變化越大。因為從空氣動力學的角度來看，汽車的流線型都是沿汽車的縱向軸線方向，這

97、個方向上的任何偏離都會使氣動力的影響迅速增加。而流線型較差的，氣流的這種側(cè)風敏感性就低得多。</p><p><b>　　5）縱傾氣動力矩</b></p><p>　　汽車的縱傾氣動力矩系數(shù)不僅與汽車橫擺角β有關，而且還與汽車的縱傾角α有關。事實上，汽車車身外表各處，特別是底部的實際壓力分布對縱傾角非常敏感的。縱傾氣動力的大小實際上取決于風壓中心的相對位置。因為風壓中

98、心的相對位置會隨著縱傾角α的改變而漂移，尤其是在汽車的底部，流線型越好，風壓中心隨縱傾角的變化越大，但縱傾角α 任何變化都會使得風壓中心前移。</p><p><b>　　6）側(cè)傾氣動力矩</b></p><p>　　汽車的總質(zhì)量是由懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量組成的。懸掛質(zhì)量是通過懸架與非懸掛質(zhì)量連接的，并且可以與非懸掛質(zhì)量產(chǎn)生相對運動。通常汽車車身是懸掛質(zhì)量，底盤是非懸掛

99、質(zhì)量。當汽車車身上作用有側(cè)向氣動力的時候，汽車車身就會產(chǎn)生一個側(cè)傾氣動力矩，這個側(cè)傾力矩會使得汽車車身相對于底盤產(chǎn)生側(cè)傾運動，這個側(cè)傾運動不是繞汽車的重心，而是繞汽車的側(cè)傾軸。</p><p>　　2.3 氣動力對汽車性能的影響</p><p>　　2.3.1 氣動力對汽車動力性的影響</p><p>　　汽車動力性是指汽車在良好的路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外

100、力決定所能達到的平均行駛速度。汽車動力性的有三大評價指標，即最高車速、加速時間和最大爬坡度。</p><p>　　1)氣動力對最高車速的影響</p><p>　　汽車最高車速系指用直接檔(或超速檔)在良好的水平路面上所能達到的最高速度。此時無加速阻力和爬坡阻力，故汽車牽引力只需克服氣動阻力和滾動阻力。即滿足以下關系式：</p><p><b>　　（2.5

101、）</b></p><p>　　在其他因素不變的條件下，汽車具有最大牽引力時，可獲得最高車速，即：</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　由上式可以看出，除了氣動阻力，汽車的最高車速與氣動升力也密切相關。在和G數(shù)值不變的情況下，最高車速隨著氣動阻力系數(shù)的減小而升高，同樣最高車速隨著氣動升力系數(shù)的提高而升

102、高。但氣動升力是一個向上的作用力，它的提高會使得路面與輪胎之間的附著力減小，從而導致汽車實際牽引力減小，這會直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性及行駛安全性，因此實際中通常不采用提高氣動升力系數(shù)來提高最高車速的方法。</p><p>　　2)氣動力對加速度的影響</p><p>　　汽車的加速度或加速時間也是衡量汽車動力性能的一個重要指標，對高級轎車、跑車、賽車而言，尤為如此。</p>

103、<p>　　為了分析氣動力對汽車加速度的影響，先來看看汽車的功率平衡方程式。由于是考慮汽車的最大加速度，因而應是在乎直的路面上，汽車行駛阻力所消的功率(kw)為:</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p><b>　　汽車加速度為：</b></p><p><b>　?。?.8）&

104、lt;/b></p><p>　　由公式（2.8）可知，汽車的加速性能不僅取決于汽車的傳動效率、質(zhì)量、車速，還取決于汽車的后備功率。一般來說，氣動阻力增加會降低汽車的加速性能，而氣動升力的增加會提高汽車的加速性能。通常我們會通過降低氣動阻力來提高車的加速性能。與最高車速理由相似，不采用提高氣動升力來提高汽車加速度的辦法。</p><p>　　3) 氣動力對最大爬坡度的影響</p

105、><p>　　當達到最大爬坡度時，汽車的加速度dv/dt=0，則汽車牽引力只需克服滾動阻力、氣動阻力和爬坡阻力，即：</p><p><b>　　（2.9）</b></p><p>　　式中：θ 為坡度角，通常較小，可認為：cosθ =1，sinθ = tanθ = i，i為爬坡度：</p><p><b>　?。?/p>

106、2.10）</b></p><p>　　由式（2.10）可知，最大爬坡度不僅與汽車質(zhì)量、速度、車輪滾動摩擦系數(shù)有關，而且還與氣動阻力，氣動升力有關。</p><p>　　2.3.2 氣動力對燃油經(jīng)濟性的影響</p><p>　　1）氣動阻力與燃油經(jīng)濟性</p><p>　　研究汽車的燃油經(jīng)濟性時，其中最簡單、最基本的燃油消耗量的計

107、算方法就是汽車等速百公里油耗。在汽車空氣動力學中，通常只考慮等速百公里油耗。即：</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　式中：—100 km=m；</p><p>　　—發(fā)動機相應工況的有效油耗率；</p><p>　　γ—燃油的重度；汽油可取為6.96-7.15 N / L，柴油可取7.