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汽车流线型有多大意义?

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5 个回答

普通家用车型一般很少采用流线型设计

1. 风洞太贵

2. 车速不高,流线型设计意义不大

3. 影响风阻系数的一个重要变量是迎风面积,其余的流线设计对系数改变很小

举个例子:花了大价钱买了风洞做了流线型设计,结果风阻系数从0.31降到0.29,效果不明显,还不如降低车高效果好

发布于 2013-04-19 00:02

1是美观

2是考虑到空气动力学,其中包括风阻和下压力。作用是是减少动力损耗,并在高速状态下增加汽车的稳定性。

编辑于 2012-07-25 20:01

汽车在行驶时,主要受到一个的来自气体的摩擦阻力,即由空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向上的分力;另一个来自气流压力形成的压差阻力,车身的表面存在法向压力,这些合力形成了压力阻力。由 伯努利原理我们知道,车正前方气流速度小,压强大;而后面气流速度逐渐加大,压强逐渐减小,再往后,气流速度又逐渐减小,使压强回升。事实上,当气流流过圆和有棱角的方形等钝头物体后的流动,与物体产生分离,形成回流区或漩涡,物面压力发生大的变化,物体前后压力明显不平衡使压差阻力加大;越是流线型物体分离点越靠后,以推迟分离,使表面层气流能贴着汽车表面流向后方,流速随之降低,压强随之加大,有可能使汽车后半段所受气流向前压力抵销前半段所受气流向后压力,使压差阻力几乎降低为零。把物体做成流线型能减小涡旋作用或避免涡旋的形成,因而大大地减低了气体对它的阻力。

基础理论简述

涉及基础理论知识有:(1)伯努利原理(不再赘述)(2)层流与湍流(3)边界层理论及边界层分离

层流是流体分层流动,相邻两层流体间只作相对滑动,流层间没有横向混杂。

湍流是当物体流速超过某一数值,流体不再保持分层流动,而可能向着各个方向运动,各层流混淆起来,并可能出现涡旋。

层流和湍流的根本区别在于层流间互不掺混,只存在粘性引起的摩擦阻力,而湍流则有大小不等的涡流动荡各层流之间,除了粘性阻力还有各质点掺混碰撞造成的阻力,因此湍流阻力比层流阻力大的多。

边界层理论及边界层分离:

边界层中流体质点受惯性力、粘性力和压力作用。

粘性力始终是阻止质点运动,使其减速,失去动能;压力的作用取决于绕物体的形状和流道形状,顺压梯度有利于加速,逆压梯度阻碍运动。以下图为例,物面近区由于粘性将产生边界层(A到B的流程中加速减压区,压能转化为动能);BD段动能减少压能增加,且克服粘性力做功消耗动能,在BD内流经一段距离就将全部动能消耗殆尽,在逆压区不能到达F点,于是在某点速度变为零S点;之后流体从这里离开物面进入主流场中,这种现象称为边界分离,S点为分离点,分离点下游流体受逆压梯度发生倒流,形成漩涡区。分离点附近和分离区,由于边界层厚度大大增加,边界层假设不再成立。边界层分离的必要条件:逆压梯度和物面粘性的阻碍作用。

因此若是出现了剥离问题,相应阻力会明显增加,能量损失也会逐渐增大,为了进一步减小阻力,基本的原则就是避免流动呈现出急剧扩大的趋势,因此把物体做成流线型能减小涡旋作用或避免涡旋的形成,因而大大地减低了流体对它的阻力。

不同的形状形成不同的涡流

与此理论相关的其他生活现象:

(1)汽车尾翼

汽车尾翼又称扰流板,在汽车高速行驶时,使空气阻力形成一个向下的压力,尽量抵消升力,有效控制气流下压力,使风阻系数相应减小,增加汽车的高速行驶稳定性。

(2)赛车底盘低或者车身底盘平顺处理

通过降低底盘高度或者加装底部导流板,减小底盘突出物对气流的阻挡,增大了车底气流速度,增大了车底气流速度,便可减小底部压力,从而降低了气动升力。

(3)汽车扩散器

安装在汽车底部的扩散器主要是通过加速车身底部气流速度,减小底部压力,从而降低气动升力的。

(4)前端扰流器
车身前端扰流器可改变车身下部气流流动,阻止气流进入车身底部,降低了车身底部的空气压力,从而降低了气动升力。

参阅书籍等

auto-testing.net/news/s卢红举, 万剑峰. 流体力学在汽车车身设计中的应用[J]. 科技风(11):14-14.

张树玲, 郭晓云, 王昱潭, et al. 流体力学在汽车设计中的应用[J]. 教育教学论坛(20):180-182.

林崇德,姜璐,王德胜.中国成人教育百科全书·物理·机电:南海出版公司,1994

编辑于 2020-03-14 12:22

车速越高意义越大

发布于 2012-07-25 23:20

1.车速达到一定数值有用,减少阻力,这就是空气动力学,类似于飞机模拟实验,会产生一个升力。

2.现在汽车设计都是流线型,面与面的过渡更柔和,分型线会让各个面有零有角,光线打上去更漂亮

发布于 2012-07-26 11:26