北理空气动力学总结

考试要求：

45分（结论式）填空题，举例：下压扰流器的作用，后翼功能，风洞试验中滤网的作用， ；55分解答题（围绕作业出） 答题忌:

不要提，气体密度增大/气体堆积 解答题的几个问题：

气流为什么能贴着车身流动？

经前挡风玻璃流动的气流到车尾部为什么会拐下来？ 表面分离的原因：1.逆压梯度2.棱边分离

为什么会形成涡旋，影响其强度尺度的因素是什么？主要因素是什么？？？

作业题，推导0.5，推导空气压强系数小于1

轿车后部形成两个涡旋的原因？ 都江堰的分流：

4.受侧风作用的卡车背风一侧形成两个旋涡(上部顺时针，下部逆时针)：分四部分陈述原因？？？

5.*伯努利方程推导：取微元体由牛顿第二定律积分可得。P*S-(P+dP)*S=m*a,m=密度*dx*S,a=dV/dt,v=dx/dt

空气动力学总结：

第一章：

1.湍流边界层可以延迟气流分离：

鲨鱼鳍天线（车身后部扰流器）迫使气流边界层从层流转换为紊流，延迟气流在后挡风玻璃上的分离，增加尾翼下方气流流速，减小车窗后玻璃和汽车尾部的涡流强度，从而降低压差阻力。

2.飞鸟前行的推力：

鸟的羽翼前缘比较硬，后缘是柔软的羽毛，较软。羽翼振动时，前缘先发力运动，后缘的软羽毛随后运动。

羽翼向下扑打时，由于翼的两缘运动速度不一样，使羽翼发生前低后高的倾斜，在翼面上方产生的分离漩涡的大小和强度不一样，前缘产生的漩涡较大和较强，压力降低比较大，产生较大的升力和推力。

羽翼向上抬举时，羽翼前缘的运动速度较大，后缘较小，羽翼前高后低的倾斜，分离漩涡位于羽翼的下方，同样是前缘的分离漩涡比后缘的分离涡大且强，会产生向下的负升力和向前的推力。 因而，无论羽翼怎样拍打都会产生向前的推力，最终升力的大小取决于向下扑打和向上举升羽翼的速度。

3，卡车背风一侧行成两个涡旋：

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受侧风风压作用的汽车，迎风面承受有风的动压和静压作用，在背风一侧会形成两个大涡漩， 涡旋内压力非常小，在卡车车厢两侧形成很大的压差，这将导致车身摇晃，两轮附着力出现差异。

4.喷壶喷水的原理：

压下喷壶的按钮，将使喷壶头部产生速度很大的气流，从而造成较大的负压，将水从壶底部吸出。

4.1(可能有填空）

气流流经棱边尖锐的建筑，出现气流分离与涡流，包括在楼房背风一侧，形成的两个垂直涡流和水平的涡流（马蹄形涡流）

5.飞机测速的原理：

将动压转化为静压，皮托里管的原理，通过增加的静压反推出此处气流的速度。

6.麻脸高尔夫：（光滑高尔夫表面加细圆环同理）

高尔夫表面凹凸不平造成高尔夫球表面的层流边界层，提早的转换成湍流边界层。湍流边界层的横向运输能力使得紊流具有较饱满的速度型，动能或动量比较大，具有较强的抵抗逆压梯度的能力，这就延迟了气流在高尔夫表面的分离。气流在表面分离后，形成涡流，我流内压力减小，而延迟分离可以使分离点所围成的面积变小（还要进一步的解释吗？）因而，负压的作用面积减小，虽然表面粗糙的凹坑使摩擦阻力有所上升，但使高尔夫球前后的压差阻力减小，高尔夫球可以飞得更远。

【一般来说，物体表面越光滑圆润，受到的气动阻力越小】

7.直背式乘用车气动阻力系数比较大的原因： 尾部面积比较大的直背式乘用车车身，在尾部形成上下两个强度比较大的涡流，涡流内压力相对很小，两个涡流之间显著的倒流，也意味着尾部压力很小，将本来朝后流动的气流吸向车尾附近，车身前端和后端存在的巨大压差。

8.奥迪风洞：空气声学风洞，热风洞，气候风洞。

第二章：

1.汽车造型：

汽车外观色彩造型，汽车形体造型（包括形体美学造型，形体气动造型） 2. “流线型”车身气动阻力：

甲壳虫车身，看起来具有流线型，但气动阻力系数却比较大

例如：甲壳虫外形好像具有流线型，但甲壳虫基本处于低速运动工况，气动阻力系数可能并不小。

硬鳞鱼型车，加强结构刚度和强度，降低重量，降低油耗，气动阻力系数小（看起来不具备流线型）

3.气动阻力的公式：（是牛顿提出的） 手写：

气动阻力=2∗𝜌∗𝑣2∗𝑆∗𝐶𝑑

Cd是物体的气动阻力系数，反映物体的流线型程度。物体的形状会影响气流流经物体表面

1

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的流态，因此，Cd表征了形状本身对于其承受的气动阻力的影响。 物体受到的气动阻力，与其相对于空气的运动速度的平方成正比，与最大迎风面积成正比，与空气的密度成正比。

骑自行车，弯下身子，减小迎风面积，从而减小气动阻力。

4.各类形状结构气动阻力系数： 平板：Cd=1.20（大于1） 气流在平板侧边与之彻底分离，由于平板很薄，气流没有与平板的侧边重新附着。平板背风一侧的附近区域空气跟随四周气流高速流动，背风一侧很难得到空气的补充，造成很大的压差阻力。

平板迎风一侧成受气流的动压作用，同时还承受气流的静压作用，由于平板背风一侧附近存在大的涡流，涡流内气体静压比较小，导致平板背风一侧附近区域的静压比迎风一侧小。平板前后存在的静压差，导致气动阻力系数大于1.

立方体：

气动阻力系数比平板小一些，因为立方体在纵向的长度上明显比平板大，因此有利于分离气流向侧面的靠近甚至附着。

水滴比半球和球体，分离点逐步后移，分离越晚，气动阻力越小。 5.教学大楼后侧的涡流形成原理：（考）

从图中可以看到，当有大风时，教学大楼背风一侧会形成一个大的涡流。以下将气流分为几部分，逐步阐述涡流形成的原因。

① ：远处来流①朝大楼方向流动，可将其视为层流。当其流至大楼迎风一侧时，由于大楼

的阻挡，气流流动受阻，速度减小。气流有受压缩的趋势，大楼前部静压增大，与大楼两侧和楼顶上方空气区域形成压力差。

② ：在上下压力差的作用下，气流②沿图示方向，迅速向楼顶上方绕流。

③ ：楼顶上方气流③以很大的流速继续向前运动（由A1v1=A2v2知，楼顶上方气体流动截

面积减小，流速加快）。根据伯努利原理，气流流速大则压强小，楼顶上方压力因此减小，

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故气流③下侧空气在压力差的作用下向上运动，形成气流④，汇入气流③。

④ ：大楼楼顶附近的气流④向上运动，气流④下方空间的空气得不到及时的补充，故该处

空气有变稀薄的趋势，压强减小，并小于气流③上侧压强。故气流③在上下压差的作用下被压向楼顶部表面，最终贴着楼顶快速流动。

⑤ ：大楼背风一侧的空气原本静止，静压力较大。而气流③流速较快压强较小。故在压力

差的作用下产生气流⑤朝上方流动。

⑥：两股气流汇合后，由于气流③原本速度较大，动量较大，故在气流③的带动下一起朝后流动形成气流⑥。

⑦：此时大楼背风侧的空气由于气流⑤的流动而有变稀薄的趋势，压力减小。因此大楼后部较远处的空气在压力差的作用下，形成气流⑦并倒流，对大楼背风侧空气进行补充。

⑧：同时由于气流⑤的流动，大楼背风侧的空气有变稀薄的趋势，压力减小，这将导致气流⑥在压差作用下向下偏移，而其中一部分气流⑧会向下流动并倒流向大楼背风侧的低压空间，与气流⑦汇合，进而形成顺时针流动涡旋。

由此周而复始，最终在大楼背风侧形成一个大的涡流，涡流内的压力较小。

6.企鹅的气动阻力系数为什么比水滴小？（5分必考）

【注：对称性并不是一个流线形物体几何形状的必要条件，更重要的是，水流能贴着外表运动而不发生分离。】

企鹅横向截面的形状，或说横向尺度，沿身长方向遵循着特殊变化规律，能让海水在其前端表面流动时得到加速，随后不但能紧贴着其外表面流动而不发生分离，而且边界层从层流转化为湍流边界层的位置非常靠后。

水滴的表面气流边界层的分离点虽然也非常朝后,具有非常好的流线型。但气流边界层从层流转换为湍流的位置比较靠前。而湍流边界层消耗的能量比较多，因此水滴的阻力系数会比企鹅的大。

水滴外表面的气流边界层更易转换为紊流是因为，极易变形的空气与水的粘附非常紧密，他们之间的摩擦力比较大，而企鹅的外表面有薄薄的油脂，这会减小海水与企鹅外表面的摩擦力从而延迟海水边界层从层流变为湍流的部位，使湍流边界层占总的边界层的比例相对较小。

7.鲨鱼皮泳衣的作用：

【鲨鱼体积庞大，水流从前部流向尾部路径很长，粗糙的表面可以是水流边界层，提早从层流边界层转为湍流边界层，延迟水流的分离，抑制（减小）涡流和气泡的产生，减小鲨鱼的压差阻力】

游泳运动员游泳时身体姿态流线型程度不高，游泳时承受的压差阻力占总阻力70%，摩擦阻力占30%。鲨鱼皮泳衣的表面“粗糙”可减小涡流强度，这时摩擦阻力虽然会有所增大，但增大的比例会明显小于压差阻力的减小幅度，从而使总的气动阻力有所减小。

8.流线型外形形状阻力和摩擦阻力的最优分配：

纵向剖面最宽处不要像水滴一样，处于纵向剖面形状的前端，也不要出现在后端，这会增加形状阻力，而应处于纵向剖面形状的中间部位。

9. 非流线形物体表面不光滑却能飞得更远的原因：

对于非流线型的物体摩擦阻力占总气动阻力得比例比压差阻力小很多，因此为减少非流线型物体的总的气动阻力，应尽力延迟气流与物体表面的分离，降低压差阻力。

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10．流线型的空气动力学特征： 流线型物体在空气中运动时，能让空气紧贴其外表面流动而不发生分离，或分离的部位非常靠后。流线型物体表面尽可能光滑的原因也是避免气流与表面的分离。 气流与物体表面分离后，会形成气泡和涡流，涡流内压力很小。 流线型车身尾部涡流比企鹅大很多，分离点围成的面积也很大。

11.流线型物体的压差阻力和摩擦阻力的分配比例： 流线型物体的总气动阻力比非~小很多；

对于流线型物体，摩擦阻力占总的气动阻力的比例比较大，压差阻力相对很小。 因此流线型物体的表面应尽可能的光滑，以减小气流与物体表面的摩擦阻力。从而减小总的气动阻力

第三章：

1.空气动力学是研究空气的流动规律及其与运动物体之间的相互作用。 【气流的分离是导致气动阻力增大的原因。消除汽车尾部气流分离，才能降低汽车的气动阻力】

2.汽车涉及的空气动力学是低速空气动力学，空气介质可视为不可压缩，对应的流动为不可压缩的流动。 3．好气动阻力系数的汽车一定要具有顺滑的头部，否则良好的尾部造型将没有太大的意义，而尾部短顿不会比长尖的尾部气动阻力大很多。关键是，让气流能紧贴车身流动不发生分离。 陡的前风窗会使气动阻力显著增加；在气流发生分离的地方截断形体不影响气动阻力。

4.（宝剑原创） 水滴极易变形，水滴在自由下落时会自适应的形成最佳形状，这是水的表面张力和空气阻力共同作用的结果。其承受的启动阻力应该是最小的，否则在力的作用下水滴将继续变形。 空气动力学特征：

水的前端为正压，在水的前端的正压与绕过水滴前端而在中后部形成收缩的气流共同作用 下，形成了水的前部浑圆后部尖锐的形状。气流绕过水滴前端而在中后部收缩，水滴尾部形成涡流。

5.各种形状的车型的优缺点：

【银箭代表的当时最高技术：高性能发动机，轻量化的车身结构，空气动力学设计】 箱型：

箱型汽车内部空间宽敞舒适，但因为车身迎风面积大，车身各部分的过渡基本是棱边，车身的四周涡流多，气动阻力大。 甲壳虫型：（缺点在哪）

甲壳虫车身横风稳定性不好，气动升力比较大，因为较高速行驶时，分别在后部和左右子翼版表面产生大的涡旋。后排乘员的空间比较小。 船型：（不同车风压中心的位置） 船型车重心相对前移，使风压重心位于汽车重心之后具有良好的侧风稳定性，遇到横向风不会摇头摆尾，克服了甲壳虫轿车的缺点。 但尾部因为行李箱的缘故，过分后伸形成阶梯状，在高速时会在车身四周特别是后部产生较1120150861总结

强的空气涡流，涡流内为负压，压力很小负压作用面积也比较大，因此压差阻力和气动升力仍然比较大。 鱼型：

鱼型车的背部和地面所成的角度比较小，尾部较长，车身侧面也比较平顺，围绕车身，特别是沿着车身上部的气流的流动比较平顺，因此在车尾形成的涡流强度会比较低，从而压差阻力比较小。 但是，

1）鱼型车的后窗玻璃倾斜太大（与地面的夹角太小），为了使驾驶员具有更好的后视视野，玻璃的表面积增大，强度有所下降，

2）当汽车高速行动行驶时，由于车顶后部表面非常平顺，气流流速快，压力小，汽车的气动升力比较大。

若在鱼型的尾部岸上一个上翘的“鸭尾巴”以此来克服一部分空气的升力，这便是“鱼型鸭尾”造型。

但“浸没”在尾流区内的尾部会增加横风不稳定性

楔形：

将车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直。由于后部没有大尺度的平滑表面，气动升力明显减小，且由于侧风作用点明显后移，因此具有较好的横风稳定型。

6.气流与汽车的关系：

u1）围绕汽车的气流2）穿过车身的气流3）在汽车机构内部流动的气流

第四章：

1.空气的流动性：

是指空气中运动的物体的可通过性，空气微团的扰动运动的传播速度为音速。

2.飞机加速穿越音障： 飞机速度接近音速时，会在周边的空气受到声波的叠合而呈现非常高压的状态，一旦飞机越过音障，周围压力会陡降。压力的降低造成的低温，可能让气体温度低于露点，使得水汽凝结成微小的的水珠，水珠形成以物体为中心轴向四周均匀扩散的圆锥状云团。 【物体低于音速时，气体的流动性很好（扰动传播速度大于运动速度），当物体的速度大于音速，空气微团的扰动运动的传播速度仍为音速，物体到达时才突然将空气排开，这时空气的流动性变差，空气微团像固体离子一样阻碍物体的运动。 要求：物体要拥有足够的强度和刚度】

3.空气连续性假设：

是指在空气所占据的空间中，不考虑空气分子和空气微团的间隙，认为空气是由无穷个空气微团组成的没有间隙存在的连续介质。这样表征空气的宏观物理量，便可看作为空间坐标和时间的单值、连续、可微函数

4.空气动力学不研究单独的空气质点的运动，而是研究在连续介质假设的前提下，空气与物体相对运动时，特定空间内气流的宏观物理学和运动学规律。（欧拉法）

体系（空气流场中具有一定量的空气微团的结合）和控制体（强调一个区域，形状和位置在坐标系中不变）。

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空气流动时，压力的变化主要是由于速度的变化引起的。

5.空气温度为什么会升高？（宝剑提过）

太阳辐射使地面温度上升，地面再通过辐射、传导和对流把热量传给空气给空气加热，使空气温度上升。空气直接吸收太阳辐射而获得的能量很少，这部分热量只能使气温上升0.02度。

6.空气粘性：

（是什么）空气中存在的内摩擦力的特性称为空气的粘性， 空气分子的不规则运动及相互作用是产生空气粘性的主要原因。 空气流动时体现粘性。 是空气粘性，是空气气流层流间相对移动是内摩擦力的根源所在，表征着空气通过速度梯度抵抗切应力的能力。

流体的粘滞性是指流体在运动状态下抵抗剪切变形的能力，这种能力是流体的粘性赋予的。【粘性流体流动时，流体质点不能发生相对运动，具有抵抗剪切变形的能力，作用在流体内部任意表面上的力，既有正压力也有切向力】

对于液体，是分子的内聚力交换的宏观表现。对于气体，是两层气流间分子动量交换的宏观表现

空气中存在内摩擦力的特性称为空气的粘性

流体的粘滞性指流体在运动状态下抵抗剪切变形的能力，即抵抗流体质点之间相对运动能力。

粘性的存在是产生阻力的主要原因，粘性对于研究阻力、边界层及其分离、漩涡的扩散起主导作用。 7，粘性流体运动有别于理想流体运动的重要标志。 粘性摩擦切应力与物面的黏附条件是

8．三大基本特征：（很重要）填空题×3 粘性流体运动的有旋性 粘性流体漩涡的扩散性 粘性流体能量的耗散性：

流体运动必然要克服粘性剪切力做功，而消耗机械能，粘性流体的变形运动与机械能的损失是同时存在的，而且机械能的耗散与变形率的平方成正比。

8.流体粘性的库伦实验（结论）

圆板表面的三种不同情形对圆板在液体中的衰减速度，影响甚微。

导致圆板摆动衰减的原因，不是圆板与液体间的摩擦，而是液体的内摩擦。

解释：由于流体的易变形性，流体与物体表面可实现分子量级的粘附作用，通过分子内聚力使粘附在物体表面的流体质点与物面一起流动。而粘性流体的粘性切应力将阻碍流体质点之

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间的相对运动，从而使得圆盘最终的运动停止下来。

9.比较汽车上下的气压要注意的点（5分）

对位于不同流线上的点应用伯努利方程，应当指明，来流不同流线上的各点参数相同，就建立了等价的条件。 10. 迹线：

一个空气微团的运动轨迹为迹线。 串线：

相继流经空间中某固定点的气流质点（空气微团）依次串联而成的线为串线。 流线：

某时刻空气流场中的一条矢量线，在此线上任意点的切线方向与该点处的流体质点在该时刻的速度矢量方向一致。

定常空气流场，迹线和流线重合。意味着和时间无关，敞篷汽车运动时，周围流场不可视为定常。

流线是某个时刻的，而迹线是某个流体质点（空气微团）的。

一般来说，对于汽车周围的气流，只要是外部流动区域（汽车表面边界层之外）都可以视为理想流体（惯性力远大于粘性力）。意味着，没有动能向热能的转换，流体质点的运动是无旋的（气流微团只有平动或变形；流体质点不会绕其自身的瞬时轴线旋转，与质点自身的运动轨迹无关）

如果假设气流流动时，密度不发生变化，则可认为是 不可压缩流动。 11.

空气层流运动是指空气微团有条不紊的流动，互不掺混，即，空气气流呈一层层的流动状态，空气微团的流动轨迹是一条条规则光滑的曲线。

气流与车身表面的摩擦，和车尾空气密度的突降，是形成湍流的主要原因。 12.

湍流运动和分子热运动的区别：(对象上，尺度上，横向运输的物质上，受先条件上)P41 分子的随机热运动是单个分子级别的，碰撞有能量交换。主要是体现在尺度上的区别，湍流运动是流体微团在连续介质范畴下的不规则运动，是大量分子群运动的平均不规则运动。湍流运动造成的质量，动量，能量交换是分子热运动无法比较的。速度和强度都要大很多。 13.

湍流是一个开放的系统，与外界有相互作用，导致气流内部剪切，流速的不均匀是导致湍流流动，大尺度脉动的主要原因。

例如：纸烟烟雾开始为层流，随后由于与空气微团的摩擦作用，朝上流动的烟雾发生横向脉动逐渐出现了湍流。 湍流流动的特征：（7个，口诀，三加四） 有涡性，不规则性，随机性，扩散性，耗散性，逆序结构，间歇性。

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15：空气微团运动的基本形式：

流体微团在运动过程中，会发生刚体运动（平动和转动）和变形运动（角变形和线变形） 理想流体运动，只有，惯性力和压力；

粘性流体流动中受到，惯性力，粘性力和压力（填空题*3）？？？ 黏力阻碍相对运动的发生，惯性力与之相反。

16.空气流动的基本形态：（填空题*3） 层流，过渡流，湍流

17.湍流运动发生时，将会出现横向脉动，上下能量交换剧烈。

18.流向汽车形成的死水区

来流流向汽车时，车头前方驻点处，速度为零。空气分子可能向上运动也可能向下运动，但不会弹回，因为后部的分子还在源源不断的补充上来。

气流向上运动，越过发动机舱盖厚，挡风玻璃下侧，由于挡风玻璃和气流运动方向呈锐角，气流运动的速度不能突变，形成第二个死水区？？

·纵向对称面与车身上表面相交的上轮廓线上各点处Cp的分布图可知

车身前端外法线方向与气流方向平行的平面上的点为驻点，气流在驻点后发动机舱盖部分速度快速增长，Cp快速减小，到达发动机舱盖和前挡风玻璃交点处后，由于气流堆积，使Cp增加，形成一个驻点，该点后气流流速迅速增加，Cp显著减小，到达车尾部后，由于气流堆积，Cp值又有些增加

19．敞篷跑车前排容易形成强空气涡流：

轿车高速行驶时，气流越过发动机舱盖得到加速，敞篷尖锐的棱角会使气流分离，气流继续向后流动，气流流速很快，压力很小，吸出驾驶室的空气。而驾驶舱空气不易得到补充，使驾驶舱内负压很大，在压差的作用下，又将车后的气流吸回以补充舱室内的空气。同时，由于车顶部气流流速大而压力很小，压差作用下会将会使前排座位的空气向上运动与上方向后流动的气流会合，并被上部拥有较大动量的空气裹挟着一同向后运动。于是轿车前挡风玻璃后便形成了一个大的涡旋。 如何消除：

只需在前挡风玻璃处，引入空气到驾驶室地板上，补充驾驶室内被吸走的空气。避免由于负压过大，将后部的气流吸回。消除涡流的影响。

敞篷轿车前端容易形成很强的空气涡流，因为轿车高速行驶时，前挡风玻璃后形成的负压导致的，如果在前排下方引入空气，便可抑制或消除空气涡流。

流线谱的疏密程度，反映了该时刻流场中各点气流速度的变化。

20.汽车减少气动阻力的措施：(考)

其一，使沿车身表面流动的气流尽可能不要分离；

如果一定要分离，应使分离点尽可能的靠后，从而使形成的涡流强度小，（因为）分离点围成面积小负压作用面积小。

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21.流线型汽车的缺点：横向风的不稳定性：

流线型车身的侧面线，刚好像飞机机翼一样，上面隆起而下面平滑。当有横向风吹来，流线型车身便会形成气动升力，导致受风一侧轮胎的抓地力减弱，汽车漂浮起来，有脱离原始轨道的风险。

20.空气气流的边界层：

粘性流体流经物面，空气与物面的摩擦力使紧贴物面的气流受到该表面的阻滞，流速降低，临近该表面的空气层的流动速度也会被下面的空气气流层的粘滞摩擦力的作用而降低，其相对于物面的速度随与表面之间的距离增大而变大，在物体表面形成沿表面法线方向速度变化很快的薄层，称为空气气流的边界层、

边界层的厚度与物体表面的长度成正比。

湍流边界层由于宏观涡团的动量交换，边界层速度分布比层流边界层饱满，近壁面的气流具有更大的动量因此具有更大的抵抗逆压梯度的能力，延缓气流分离。

边界层内，粘性摩擦起主导作用；外流区域，粘性可以忽略不及。

21.达朗贝尔悖论“：

物体在大范围的静止或匀速流动的不可压缩、无粘性流体中做等速运动时，所受的外力之和为零。

无粘性不可压缩势流经圆柱体形成对称的压力分布。 无粘性不可压缩的势流流经圆柱体时，作用在圆柱体表面的压力合力等于零，实际的粘性流体则压力分布并不对称，形成宏观涡流。

22.气流在边界层分离后，若重新附着就会形成气泡。

23.气流分离的影响因素：

1)尖缘棱角：气流由于惯性在棱角处（惯性力作用下）强制分离，形成复杂的涡旋。 气流在上棱角向下反转，在下棱角……，在尖缘棱角强制分离…… 2)粘性流体，逆压梯度，发生分离。

24．气流在物体表面的分离现象：（重点） 当气流从物体凸起部分向凹下部分流动时，气压由低升到高，气流要克服气压的升高才能继续流动，因此边界层内的气流速度变慢，而使边界层内的气体在物体表面“堆积”起来变厚，于是会在距物体表面某一点S处的气体微团失去其动量，不能再在物面上前进，（后面补上）从物面上分离，该点成为气流分离点。 分离点后形成分离面，更靠近物面的气流方向变为负值，在气流分离点后靠近物体表面的气流发生倒流，在分离面下方产生涡旋，涡旋被外层气流带走，同时又从分离面上卷进新的漩涡以补充被带走的部分，称为气流的分离现象。 【实例：圆柱体。

由于流体粘性的作用，流体与圆柱体表面之间存在摩擦力，将消耗流体层流附面层的动能，附面层流体的静压不断增大。在静压沿流动方向增大的区域内，圆柱体的某一点处，流体质

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点将无法继续沿物体表面流动，以致发生倒流，使流体离开物体表面】

25.机翼上的气流：（新） 能附着：

气流在机翼上表面流动时压力不断增大，最终发生分离，分离后重新附着机翼表面，形成气泡，气泡内有逆向的涡旋，压力有所下降。 不能附着：

气流与机翼表面分离后，若继续以湍流形式分离着，这种气流的湍流分离状态对于机翼的阻力平衡有严重的负面影响；机翼上表面压力更陡地上升，形成分离气泡后，气流流态转为湍流，气流不再能够与机翼重新附着，湍流区域内的压力增长相对缓慢。

25．飞机失速：（三个点）

超过临界仰角的翼型上表面边界层会严重分离，导致升力急剧下降不能保持正常飞行的现象。

随着仰角的不断加大，升力系数先增大，随后会减小，失速后直到降到某一升角，空气重新附着与机翼表面。

【气动角度的解释：飞机仰角大到一定程度后，靠近机翼翼面附近的气流绕过上翼面时，由于自身粘性的作用，速度不断减小，甚至减慢为零，而上游尚未减速气流仍源源不断的补充上来，前部减速的气流就成为阻碍，最后气流不能再沿着机翼表面流动而发生分离，气流将从表面抬起进入外层绕流，当气流从机翼表面抬起，受外层气流带动，向后下方流动，最后卷进封闭的涡，为分离涡，……（分离涡内的压力等于上方气流的压力）

【机翼能够产生气动升力是因为上下表面空气压力差。仰角较小时，相同时间内，气流流经上翼面的路程更长，上翼面的速度更大，压力更小，翼面上下形成压差。】】

26．香蕉球

27.气流在物体表面的分离条件：（考）

边界层内的流体收到，惯性力，粘性力，压力的共同作用下。

粘性力始终阻碍流体质点的运动，压力有时帮助流体加速，根据实际情况确定。

28边界层分离的必要条件：（填空题*2） 逆压梯度和物面粘性的阻滞作用的结果。

逆压梯度是将边界层流体推至外流区。粘性阻滞作用使流体消耗动能而滞止下来。

29.顺压梯度使速度剖面饱满，逆压梯度使速度剖面可能出现拐点，流动不稳定，易于导致气流与物面的分离。

30.风洞收缩管喷口前设置三道滤网的作用是： （填空题*3） 产生一个尽可能没有湍流，均匀分布，同向的气流。、 注：层流边界层内，气流与表面之间的摩擦力比较小，湍流边界层有着不可忽视的横向脉动，摩擦力大，边界层内气流对物体表面的作用力也大。

31.伯努力方程：

1120150861总结

前提条件是：气流是定常，理想，不可压缩，沿流线。 式中的P静压，作用在所有方向上。 动压，只作用在流线的切线方向上。

（吹一张纸，是静压的作用而不是动压，使纸吸在一起）【考过】 伯努力方程中来流可以指车速，气流的动压和静压可以视为相同，便能对流经车身不同部位的气流应用伯努利方程

32．气流压强系数：

气流流速比较快时，动压比较大，静压比较小；反之，相反 P为汽车车身表面任意一点处气流的静压。 Cp=(P-P∞)/【(1/2)*ρ*（V∞）^2】

62页，满足伯努力方程时，其值不会大于1推导要会。

30.P62思考题

汽车上表面的压强普遍为负压，形成气动升力；

卡车上表面的压力大于下表面的压力，是因为，卡车下表面（机械结构）凹凸不平，产生涡流压强减小。卡车自己产生气动下压力

31.有利和不利：（考）（填空题*2）

【汽车上表面大部分区域为负压，且幅度比下表面大很多；在汽车前方的驻点形成1的最大，】

有利的压强变化：气流在前挡风玻璃上的压力迅速降低，流速迅速增加，这有利于气流紧贴前挡风玻璃、车身顶部迅速流到车身尾部。

不利的压强变化：气流在后挡风玻璃上的压力迅速增加，流速迅速减小，这将导致气流在车 尾较早的与车身表面产生分离，在车尾形成比较大的涡流区，从而增大压差阻力。（P63）

32．自行车位置造成的问题：

第五章：汽车气动阻力形成原理

1、阻力包括：

车轮的滚动阻力；气动阻力；爬坡阻力；加速阻力

【注：急加速时的加速阻力，和爬坡时的爬坡阻力都远大于气动阻力，和滚动阻力

随着车速的增加，滚动阻力（看下定义，路面的反力和竖直载荷形成的力偶）基本不变，气动阻力显著增大，占比例最多；滚、爬阻力合称道路阻力】

功率平衡方程 发动机功率=传动系损失功率+全部行驶阻力功率

2.汽车气动阻力：

流经轿车的空气流场会发生变化，汽车外表面对流场产生力的作用……P67 气动阻力系数关系到：最高车速，燃油经济性，排放性能

1120150861总结

3.汽车气动阻力可分为：

压差阻力，摩擦阻力，诱导阻力，干扰阻力，内部阻力；

【汽车尾部形状：阶背式，快背式（斜背式），直背式（掀背式）】

4.压差阻力：前方正压和车身后侧的负压的压力差共同引起的 【前段Cp>0，后端小于0】

流线型汽车主要技术特征：老生常谈的两条 减小措施：

1）减小正压区，降低车身高度，采用良好流线型车身，棱角圆化（半径尽可能大）； 2)减小负压区，采用良好流线型车身，尽量延缓气流的分离，减小负压作用面积； 3）车身各表面形状和交接转折方式应尽量平顺光滑，避免气流局部分离而产生气泡

5.压差阻力的形成过程：（考）

粘性流体，圆柱体在其中等速运动时，受切向力和正压力，作用在圆柱体表面的压力合力不等于零。

圆柱体在流体中运动时，由于流体与圆柱体表面的粘附作用，在表面附近将产生边界层。受流体粘性的阻滞作用，流体微团从a到b点，将会消耗部分动能克服摩擦力作功。导致无法满足b到d压力升高的要求。导致在bd段流体微团流动一定距离后将全部动能消耗殆尽，其中一部分转化为压能，一部分克服摩擦力作用。在物面某点速度变为零，之后流来的流体微团从这里离开表面进入主流场，即为分离点。（核心）分离点间的空腔内流体微团发生倒流，从下游高压区域流向低压区域，在圆柱体后形成漩涡区，漩涡内压力低，使得圆柱体前后压强分布不再对称，产生压差阻力。（68） 漩涡的动压与物体表面相切，不直接作用在物体表面上，使得漩涡区内的静压大幅减小。（69有图）

69图，汽车前部为正，后为负。

【重庆热，气流上升，低压，将东南和西南的季风吸引过来，形成大西南降雨】

4.快背式车身气动阻力系数随斜背倾角的变化趋势：（考） 开始时，车体的气动阻力系数逐渐减小，随着斜角的增加，会显著增大，当斜角约为30度，气动阻力系数上升至最大值，然后突然下降；随着斜角的进一步变大，气动阻力系数逐渐减小，但变化非常缓慢。P71，图背下来 具体过程解释：

为什么随着斜角的增加，车尾斜背的气动阻力系数逐渐加大？

车尾斜背倾角越向下，沿车背流动在车尾分离的气流倾角越大，使得车尾处的空气不易补充。在车尾部形成一个死水区，形成较大的漩涡，随着倾角的变大，涡核不断靠近车尾，强度不断增加，负压作用面积增大，气动阻力系数也增加。

在30度时气动阻力系数达到最大，然后涡核与车尾碰撞，破碎。压力回复，动压变小静压变大。气动阻力系数迅速减小。

5.奥迪Q5直背式车身：

【车速较高，会在车位形成一对较强的涡旋，上部涡旋为顺时针，下部为逆时针，上下两个涡旋大小基本相同时，气动阻力会比较小，路面上灰尘吸上来的程度会小些。】

1120150861总结

若从车身顶部和车身下部流出的1）气流速度相近，因而车身尾部形成的一对涡流，2）其尺度和强度的大小接近，两个涡流中间的倒流平直，产生的气动阻力会变小。

为什么车尾会形成一对漩涡？（25分）

1）对于车身上部，气流经过发动机舱盖，前挡风玻璃后得到充分的加速。 2）气流快速的流过车顶，并在车尾棱边处与车体分离。

3）因为气流流速大而压力小，车尾后部表面附近的空气在压力差的作用下，一部分向上流动，与上部向后流动的气流会和，由于向后流动的气流速度大动量大，合流将一同向后流动。车尾后部表面的压力有减小的趋势，将车后部的气流吸回，形成倒流。继而使得车尾后部有压力降低的趋势，使原本向后流动的气流，一部分在压力的作用下向下流动，补充倒流。形成顺时针的漩涡。

同样，车身下部相对平滑，气流迅速从底部流出，气流很大，与车顶的高速气流一样，使得车尾后部表面的部分气流在压差作用下向下流动，并带动他向后流动。最终形成逆时针的涡流。

综上，车尾部会形成一对涡流，两个涡流间存在一股倒流。（？） 过于繁琐！！！ ？？？？？？zch

6.车尾尾涡不同的产生情况

气流在车身尾部棱边分离后，如果无法与车身重新附着，将会形成涡旋，又称为死水区。内部压力很小，增大压差阻力。

如果棱边与气流流动方向有一定角度，围绕该棱边形成一对朝后朝下的尾涡，这个尾涡有利于减小尾部的死水区。气流的动能在分离区域的边界处转化为空气的热能。 因为这对向下向后流动的尾涡形成的向下的流场，流场下压从车尾后棱边分离的气流，减小死水区的尺度。

7分离分为：

1）棱边与流动方向垂直，涡流周线平行于棱边，如果分离的气流重新扶着，会形成气泡。 2）~成一定夹角，分离气流形成能量很大的涡旋，涡旋的轴线与棱边方向指向一致。。

8.摩擦阻力：

“凹凸不平的”车身表面与空气微团之间的剧烈摩擦。

紧贴车身表面的空气流动受到阻碍作用，车身表面也受到空气气流的反作用，产生摩擦力。（本质是具有粘性的空气与运动的车身之间存在的摩擦力而形成的阻力） 影响因素：表面粗糙程度，车身表面面积，车身表面边界层的流态。（湍流大）

9.诱导阻力(考)

机翼上下表面存在压差，下部气流会在翼尖朝上翻转流动。当气流绕流过翼尖时，翼尖区域不断形成漩涡。随着飞机向前飞行，漩涡就从翼尖向后方流动，形成一对大尾涡。并产生向下的速度分量，导致举升力有偏角，举升力存在水平分力，与飞行方向相反。阻碍飞机前进。即为诱导阻力，是由举升力诱导而产生的。

10．汽车诱导阻力：

汽车车身上表面外凸，下部则比较平直。纵向对称面的形状与机翼的横截面相似。汽车行驶

1120150861总结

时，会产生附着于车身，朝后朝下的一对大涡流。

汽车诱导阻力是汽车气动升力的纵向水平分量，减小诱导阻力就要减小气动升力。

【气流流经车身时，车身上部流速大而压力小，车身下部流速相对小，而压力大于上部，因而产生气动升力。】

11.问答题：诱导大尾涡形成原理

远处来流可视为层流……（建立等价）流至车前，收到车头阻碍，一部分向上流动，气流经过发动机舱盖，前挡风玻璃后到达车顶时，流速很大，压力很小；流入车底的气流，由于车底下部较顶部平坦气流流速较低，压力较大。使得车身两侧向后流动的气流也同时向上流动，它们流到车顶但不会会合。 由于车顶部的气流流速、动量很大。车顶部的气流带动汽车两侧翻转上来的气流一起向后流动。

越过c柱后，汽车后部空间变大，气流突然膨胀，速度因此变小，压力变大。 压力变大使这车顶的气流向外挤压两侧翻滚上来的气流使其具有有向外，向后，向下的速度，与两侧具有向后，向上速度的气流汇合，由于速度方向旋向一致，在压力作用下翻转，并在车后部起托扶作用的气流作用下形成车尾的两个大涡流。尾涡越强，气动升力越大，诱导阻力越大。

11.削弱诱导阻力的例子： 鸟类：

鸟翅膀端部分叉，减小翼端上下表面气流的互动，减小因互动产生的漩涡，减小诱导阻力，减小能量的消耗。

【飞机： 机翼端板或帆片可以减少翼尖漩涡；端板还可以改善上下表面的流线倾斜，更有效地抑制翼尖漩涡。】 填空题： 轿车

轿车的尾翼两端加上端板（轿车尾翼的形状和机翼形状是相反的），防止上表面气流从端部绕流向下表面，减小下压力的损失，还可以减少尾翼的诱导阻力。 机翼的端部或轿车尾翼端部加装垂直导流板阻止上下表面气流互动。

12.干扰阻力：（定义）

汽车车身和各个附件单独产生的阻力之和，应该是小于把他们组乘整体后产生的额外阻力。差值就是干扰阻力

凹槽，缝隙，附件四周的气流相互作用而产生的额外阻力。【因为各个部分的气流之间会相互影响，恶化彼此的流场。

13.转动车轮为什么比静止车轮的转动阻力小：（P110）问答题 由于空气气流的粘性（开场）

，车轮转动会带动车轮上部表面附近的气流流动，其流动方向与来流方向相反，转动的车轮将能量传递给气流，（粘性泵吸），会使车轮前端驻点处产生很高的压力（Cp>2，此时伯努利方程不成立），将前端的气流压出驻点区域，使之以很高的速度流向车轮两侧或车轮下方【与不转动的车轮相比，气流向四周扩散】。形成车轮中部的一对涡流。

1120150861总结

同时，这些被压出的气流也流向车轮下部，在转动车轮下部旋转的涡流的动能要比不转动的车得多，因此与不转动的车轮相比，在车轮下部两侧表面流动的气流流速比较大，压力比较小，涡流紧贴轮面，让气流流经车轮的肩部，并继续贴着轮面流动【很关键的内拐这一步】（因为车轮后部空气在两侧气流带动下向后流动，而轮后空间空气不易补充，密度有减小的趋势，压力降低，将气流吸至轮面），这利于将更多的气流拉向车轮后部的死水区，减小死水区的尺度，从而提高车轮后部空气流畅流场的压力。

至于，留到地面上的气流形成马蹄形涡流，对气动阻力影响不大。 综上，转动的车轮可以气动阻力系数更小。 注：气动阻力系数和气动升力系数随着转速的升高而减小，风洞试验时，车轮应该是转动的。

14．内部阻力：

流经汽车内部的气流，和各个部件相互作用，损失动量，形成内部阻力。 流入乘员舱，发动机舱的气流是内部阻力产生的主要原因。 这些散热的风，在带走热量的同时，也产生气动阻力。 15：

填空题：只有诱导阻力与气流的粘性无关。 内部阻力没有粘性也存在？（有关无关？）

16.降低汽车气动阻力：

减小0.01的系数，等于车重较小100Kg。实现成本是最低的。 （迎风面积很重要。）

18.侧裙的减阻作用：（考） 指车身两侧下部的裙板。 Ⅰ：相当于 “气坝”

（1） 形成一个通道，护送车身底部的低压空气顺利流到气流扩散器； （2） 阻止车身两侧的高压气流流入车身底部打扰下面的低压空气流。 减小车身干扰阻力和压差阻力。（尤其是在货运卡车上） Ⅱ：侧裙降低了车门下端的离地间隙，这将阻止车身底部气流朝两侧扩散的趋势，从而减小与车轮的偏航角，减小车轮的气动阻力。

侧裙利于增强轿车气动下压力，减小气动阻力，提高燃油经济性，改善后轮制动器的风冷效果。

卡车侧边下部设置侧裙在提高行驶安全性的同时，减小油耗

19.有无车轮对气动阻力的影响： 车轮气动阻力占总气动阻力50% 原因：

1）车轮不是流线型；

2）流向车轮的气流与车轮的行驶方向有偏航； 3）车轮在轮室内转动。

车轮圆柱体宽度小于直径，后部分离，产生死水区，形成尾波。

20.车身前端侧面进气孔气帘的减阻原理

1120150861总结

轿车高速行驶，气流通过该竖直孔（车前段两侧设置）可在车轮辋上形成一个气帘，气流在其上可以很好的流动，并对车轮后部补充空气，减小车轮的压差阻力； 可以避免气流与轮辐相互作用产生涡流，减少轮室的湍流，减小气动阻力。

【车轮轮辋盖可以使得气流紧贴车轮侧面流动，较多的气流流入车轮后部，应外凸、光滑】

21.降低汽车正压：

汽车前段会有驻点，压强系数很大，棱角会使气流分离。 为了避免前端气流的分离，减小车身后端压差及压差阻力；

措施是：减小车身高度，正压区面积尽可能的小，前段上部和两侧尽可能大的圆角过渡。棱边处都应设计圆角。 P112-P114，没讲？

22.轿车前段下侧扰流器（称为，下颚扰流板或气坝）作用：（P115）【之前没讲】 （1）降低气动阻力 （2）降低前轴气动升力

（3）增加流经散热器的冷却空气流量，从而改善发动机的散热效果

（扰流板装后，车身前段下部气流压力明显减小，从而在散热器之间形成更大的压力差，十分有利于提升散热器的效果）。

扰流器：改变汽车底部气流，空气动力学套件（不同位置叫法不同，两侧就是侧裙）

扰流板负面作用：会阻挡气流在车身底部流动，损害机油壳的冷却，特别是制动器冷却；但是，在扰流板上适当设置开口作为专用（冷却）空气通道，可以克服负面作用。

23．气动阻力原减小理：（考）

扰流板可以减少车身下部的空气流量和速度，从而减小车身底部气流对总气动阻力的贡献， 扰流板本身会产生一定的气动阻力，但减小了车身底部气流流速和流量，车身底部空气比较稀薄，气流流速比较慢，从而减小了底部气流与车身底部粗糙表面之间的气流摩擦力和干扰阻力，后者的减小量一般都会大于扰流板的气动阻力。

【但是，前提是扰流板的高度不是特别大，此时随着扰流板高度增加，总气动阻力减小。 但高度太大，结论不再成立，车身底部气动阻力+扰流板阻力>（无扰流板）车身底部气动阻力】

24.降低前轴气动升力原理：

气流会在车身前端，下部扰流板（下颚扰流器）发生分离，并在扰流板后部形成一个死水区（涡流区），死水区内气流静压比较小，为负压，且负压的绝对值随扰流板的高度增加而增大（一直保持下去，单调减P116左下角图），死水区的区域也会扩大，这会减小前轮前轴的气动升力。

【其实也解释散热器的问题】 P115最后的话，不懂？

25.车尾扰流器具有三个功能:（鲨鱼鳍/尾翼，前者） 1)降低气动阻力

2）降低后轴气动升力/增加后轴气动下压力 3）降低灰尘在车身后部表面的附着与堆积

1120150861总结

26.车尾扰流器减小气动阻力（考）6分填空

扰流器改变了车身后部表面上的气流静压力（快背式轿车），车尾扰流器加装后，车尾后部表面气流静压明显（前部表面基本不变）增大，使得气动阻力和气动升力都减小。

原因是：气流可以更顺畅的流经车尾，避免长时间地徘徊或紧贴在车尾表面上，涡流减小，静压力增大。

27．车尾尾翼仰角：从

增大，气动阻力增大，但是气动下压力（气动升力洗漱间小）明显增加，对于赛车很重要。

28.前后车距对气动阻力的影响： 前后轿车靠的足够近，“滑动气流效应”，能够显著降低气动阻力。

29.攻击角：

负的攻击角（楔形车身）降低气动升力和气动阻力。

30.皮卡车箱后挡板对气动阻力的影响（考）？？？

气流流经驾驶室上方来到车厢时，后部的流动空间变大，气流流速减小，

车厢挡板关闭时，车厢中“带有的气体”会形成一个气流分离区，该气流分离区使得从卡车前部流向尾部的空气从车厢上方流过。气流下降距离短，负压作用面积小面积小；流动速度速度小，压强较大，压差阻力较小。

卸掉车厢挡板后，流过驾驶室上表面的气流会向下流动到达底板，这是因为，车厢两侧挡板使得车厢内空气不易得到补充，随着汽车向前行驶，车厢内空气有变稀薄的趋势，压力减小。这股强大的下降气流迫使从卡车前部流向尾部的空气经过车辆的后保险杠，阻力增大。同时，驾驶室后方形成涡流，为负压，负压连续作用面积比带挡板时增大，卡车前后压差阻力增大。 网格挡板不影响尾涡形成和作用面积，但增加了干扰阻力，因此气动阻力系数很大。

31.日产逍客气动性能改进设计：（ppt上有？）

1）与扰流器集成为一体的扰流器辅助翼；减小车尾涡流强度，。对侧面有补偿，减小性能的变化。

2）发动机舱盖的蚌ge造型减小前挡风玻璃上的气流静压。

3）车位组合灯具扰流棱边恰好是气流的分离线。减小气动阻力。 4）底部覆盖件优化设计，降低气阻。

第七章：汽车气动升力

1.汽车气动升力：

【观察机翼横截面：前部圆滑，尾部尖锐，上表面外凸，轮廓线比下面的长，这导致流经上表面的气流比下表面的快，有伯努利……，上下压差，气动升力。】 汽车具有……（上，下，）具有飞机横截面的特征，时产生气动升力的根本原因。 气流离轿车前端还有一定的距离时，气流流速相同，气流流层平行流向汽车。（建立等价条件）……P138，说清，（上部外凸，下部较平坦）上端面外轮廓线长， 速度快，压力小；下……，上下压力差形成……

2.汽车气动升力的害处：（考）

1120150861总结

（可能解释为什么侧翻，侧向附着力不足，） 1）降低车轮的附着力 2）降低轮胎的侧偏刚度；

3）从而影响汽车的驱动性（加速性）、制动性和操纵稳定性； 很重要

汽车的滚动阻力和车轮法向正压力成正比，增加气动升力，能降低滚动阻力，但是气动阻力的增加不仅会削弱汽车的驱动和操纵稳定性，还会因气动升力的增加而导致额外的诱导阻力，很可能远大于减小的滚动阻力。 （轮胎附着图）

气动升力使得车身抬起，轮胎抬起，降低与地面的附着，影响轿车的驱动力、侧向附着力，和高速时的制动力，减弱轿车操纵稳定性和行驶稳定性 F1方程式高速转弯（4g侧向加速度），得益于，空气动力学套件（尾翼，空气分流器，前翼）

3.气动升力估算公式：

公式形式和气动升力相同，有Cl，气动升力系数，表征汽车外形的外凸程度和位置状态对其承受的气动升力的影响程度。

4．赛车尾翼的工作原理： 几何形状为倒置的机翼，产生下压力，增加路面附着力；同时对尾部气流起一定的稳定作用。（定风尾）

安装倾斜角不同，产生下压力不同，刚开始，大而大，大到一定度，气流分离，产生涡流，气动下压力达到最大。 5.赛车气流分流器：

前翼（25）后翼（35）其余40的下压力有赛车底部后下方的空气气流分流器产生。

又称为气流扩散器。主要作用：1）理顺车身底部后方的气流的流动，加速气流的流速，保证后方产生足够的附着力。

启发于导流片的作用，P143，关键词：渐扩，流速变慢，粘性，倒流，涡旋，压力增大。扩散角。

扩散器，减小扩散角，减小（壁面）涡流的产生，加大流速，减小压力。

从气流扩散器扩散通道中的气流，流速变快，2）指向车尾后下方对尾部气流是个补充，这意味着降低气动升力的同时，一定程度上降低汽车的气动阻力。

6.降低气动升力的意义： 1.气动升力有害……； 影响安全驾驶；

♥高速行驶时，气动升力会降低后轮的附着力，增加过度转向的危险，增加微小干扰的灵敏度。

♥质量比较轻，质心靠后高速行驶，前轮附着力下降，减小直线行驶稳定性（自动回正能力）阵风/转弯，跑偏/严重的不足转向，发生失控的险情。

7.流线型程度高，气动升力大。

8.降低气动升力的措施： （4条），课本

1120150861总结

减小流量；增大流速

车身尽可能扁平，外凸程度，迎风面积。

车身底部表面尽可能的平顺（兼顾冷却、散热要求）

9.车身底部导流板：【P147】

导流板将部分气流导向车身两侧，减少流入车身底部的气流流量，扩大底部车身负压区域，降低气动升力 Plus

精心设计的气流导引装置，在抑制轮盖内生成涡流以降低气动阻力的同时，制动器得到更好的冷却。

10．前部驻点要低，后部分离点要高：

前部驻点越低，流向上方的气流越多，流入车底的气流越少，减小气动升力。

车身后部尽可能的高，车身后部上方显的平直，气流流动比较快，不易发生分离，压力比较大，减小气动升力。 【对应负仰角造型：

车头比较低，车头比较高，减小流入汽车底部空气，避免底部气流阻塞，有利于汽车底部空气向尾部低压区疏导，使底部气流保持一定的流速，减小气动升力。 背的时候，遵循脉络，（楔形车）】

12.简单介绍的降低汽车气动升力的措施： 1）车身上表面去棱角

2）车身前端离地间隙尽可能的小。（下额扰流器等） 实例：下鄂扰流器和气坝；降低前轴的气动升力，保证前轮具有足够的附着力。 3）前挡风玻璃后倾程度尽可能地大，（实际上是减小了上凸程度。） 4）轿车后部形状的影响，后部越高，气动升力越小。 5）行李箱尺度的影响：越长，越高；气动升力越小。

因为车尾斜背上的气流改变方向，减弱了朝下方的流动，增强了水平方向的流动，这也增加车身表面，特别是后部上表面的静压，因而减小了气动升力。 6）冷空气进气口封闭与开启：

开启，会产生使车头抬起的俯仰力矩，前轮~增大

封闭进气口，由于驻点位置比较低会产生使车头下沉的俯仰力矩，从而减小后轮的下压力。 7）不同造型迎风偏航角：车身上部后端位置最高的掀背式车身的~最小。

8）车身前端扰流器——下颚扰流器：（包括原理，前面有）

减小#；减小前轴~；增加经过散热器的冷空气流量，改善散热效果。

9）车身前端扰流器——气坝：

作用：

Ⅰ：阻止气流冲击车轮，并减少流入车身底部的气流；

Ⅱ：适当的结构设计，气坝将气流导向前轮制动器，提高制动器风冷效果。

1120150861总结

10）车身前端扰流器——压流板：

汽车高速行驶时，能产生一定的下压力，增强前轮的路面附着力。

★11）车身后部车尾扰流器：（奥迪tt作业题中有）

与车身为一体，为行李箱盖上的空气动力学附件。

没有安装车位扰流器时，车尾上部因气流分离会形成很强的涡流，静压比较小。

1）车尾扰流器让气流聚集，并朝后上方流动，扰流器前端区域气流静压很大，形成气动下压力，降低气动升力。

2）加上车尾扰流器，气流可更顺畅的流经车尾，避免长时间地徘徊或紧贴在车尾表面上，减少车尾表面的污染，减少车后窗玻璃上和车尾后部形成的涡流的强度，即死水区的尺度。减小气动阻力，精心设计的车尾扰流器，既可减小气动升力系数，又可减小气动阻力系数。 【奥迪TT，原本没有阻流板，浑圆的车尾上表面压力很小，后轴气动升力很大，弱化操纵稳定性，；加装车位扰流器后，后轴产生气动下压力，提高后轮的纵向和横向附着性】

12）车身后部尾翼：（宝剑点名的点）★（作用有3条）出填空题 Ⅰ：（轿车车身后部）尾翼的横截面与倒置的机翼相似，可产生很大的下压力，（增加后轮附着性的效果比车尾扰流器更好。）

Ⅱ：轿车高速行驶，尾翼使气流分流，速度减慢，在产生下压力的同时，也为车身后部补充部分气流，增加车身后部气流静压，减小压差阻力。 Ⅲ:尾翼对后挡风玻璃上方的气流具有一定的稳定作用，避免高速转弯，或变道行驶时，产生严重的横向不对称气动力的作用。尾翼两侧竖直导流板阻止尾翼上下表面气流的互动，避免或减少尾翼产生的气动下压力的损失，

13）旅行车车顶后部的小型尾翼：

使车顶的一部分气流被引导流过后车窗的表面，这样既可使车辆后部的升力降低，也可利用气流将后窗玻璃上表面浮尘清除，避免灰尘附着影响汽车后视野。（较大缝隙的导流板除尘作用比较好）

与车顶后部集成一体的导流板对后窗玻璃的除尘效果有限，只能保持后窗玻璃上部比较洁净，中下部仍比较脏，雨刷器仍是直背式轿车的标配。

14）车身底部气流分流器：（填空题） 气流扩散器能快速降低车身底部气流压力，使气流快速流到车尾，与车尾流速较慢的气流混合，流速减小，压力增大，在产生下压力的同时，也降低压差阻力。车速越快，产生的下压力越大，后轮的附着性越好。 具体参照前面背的， 气流分流器后翘…… 填空：一字不差的背下来

气流扩散器在车身底部产生“抽气效应”，将气流快速地导出车身底部，在车后底部形成一个低压区域，产生气动下压力，增加后轮的附着性，提高后轮驱动力，特别是弯道行驶的的横向附着力，减小或避免弯道行驶时，过度转向的趋势。 前轮对应的是不足转向。

第九章:

1120150861总结

1.汽车的侧风稳定性：

汽车“气动侧力系数”反应汽车外形对侧风的敏感性，为了提高汽车直线行驶稳定性，减少汽车气动侧向力的同时，还应让侧向力的作用点，即风压中心移向汽车重心之后。风压中心位于汽车质心后部时，侧向气动力相对于汽车重心会形成一个横摆力矩，使汽车产生逆时针转动，从而削弱气动侧向力使车头顺时针转动的作用，使汽车趋于稳定。 2.F1

关注：下压力，阻力，敏感性 研究核心是：保证赛车具有足够下压力的情况下拥有最小的空气阻力，以提高赛车的速度和高速稳定性，（空气动力学套件）确保高速通过弯道。

前翼和后翼的功能就是增加下压力（增强前后轮的附着性），并不考虑减少气动阻力。阻力高达0.7

3.气动力对动力性的影响：

最高车速：

气动阻力系数越小，汽车最大车速越高；加速性能越好；最大爬坡度越大； 气动升力系数越大，（附着力小）滚动阻力越小；升力系数越小，加速性能降低。汽车最大爬坡度越大

4.CFD时间长，作为风洞试验和路试的补充。

5.奥迪风洞气流导向装置：

改变气流方向的同时，确保气流不会发生紊流，达到吸声减噪的作用。（导流片可消除涡流）

6.风洞缺点：

边界干扰，支架干扰，不满足相似准则

1.**风洞实验：模型风洞实验，实车风洞实验，气候风洞试验

操纵性：响应驾驶员转向指令的响应能力，准确及时的响应驾驶员的主观操作。 稳定性，汽车受到外界扰动后，能自行恢复正常行驶方向而不失控的能力。

车身表面气流流态示踪法：丝线法，烟流法，油流法

直背式车身侧风敏感性最大，气动侧倾力矩最大，但气动横摆力矩最小，阶背式相反 快背式轿车后部圆角化处理，就减小气动横摆力矩和减小气动阻力是矛盾的 延长车身后端行李箱会使气动横摆力矩增加，气动升力和气动阻力减小