【正文】 從而可以控制尾流 [7]。所以說壓差阻力是汽車氣動(dòng)阻力的主要成分，而汽車尾流的形態(tài)和結(jié)構(gòu)對(duì)壓差阻力有非常大的影響。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 舉一個(gè)例子來說，分析氣動(dòng)阻力的基本組成成份可知，壓差阻力大約占總阻力的 85%，其余 15%則來自于摩擦阻力。 對(duì)車速較高的車輛 ， 除了隨車速平方增加的氣動(dòng)阻力外 ，氣動(dòng)升力和氣動(dòng)側(cè)力帶來的操縱穩(wěn)定性問題也 是 需要考慮 問題。 良好的氣動(dòng)造型設(shè)計(jì)應(yīng)該具有較小的阻力系數(shù)。 若汽車的氣動(dòng) 造型 不合適 ， 在 汽車在高速行駛的 時(shí)候 ， 所受升力 的作用 可能會(huì) 使得汽車輪胎的附著力減小 而導(dǎo)致打滑 ， 而側(cè)向氣動(dòng)力還特別 容易 引起 汽車 的 跑偏，使得汽車的操縱穩(wěn)定性有所下降 [3]。 減小 汽車行駛時(shí)的 空氣阻力 最常用的方法包括 減少汽車的迎風(fēng)面積和空氣的阻力系數(shù)， 通常來說， 汽車的 體積大小決定了汽車 迎風(fēng)面積 的大小 ，車身 外部 造型 決定 空氣阻力 的大小 。 汽 車行駛時(shí)所受的 空氣作用力 可以被分解為阻力 、 升力 、 側(cè)向力 、 橫擺氣動(dòng)力矩 、 縱傾氣動(dòng)力矩 、 側(cè)傾氣動(dòng)力矩 六 個(gè)分量 [2]。 因此， 在汽車 的 開發(fā)中， 對(duì) 汽車空氣動(dòng)力性能 的研究越來越得到汽車制造商的重視 。 關(guān) 鍵詞 ： 空氣動(dòng)力學(xué) 外流 場(chǎng) FLUENT CFD 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要 Title Vehicle external flow field analysis Abstract In automobile race, aerodynamic research is playing an increasingly important of all ,the biggest goal of the race is to yield the greatest power of the engine and to avoid tire adhesion problem within the rules. Secondly,there are many curves in the the speed of the bending affect the results directly, which requires good over bending aerodynamic styling make the driving force less than the ground adhesion, maintaining the direction of stability and steering control ability. The research object of this project is is used to establish 3D model and as preprocessing software， ICEM is used to mesh the is used to do CFD simulation and we analyse the external flow field around the initial model of the car and judge the aerodynamic performance of the the aerodynamic package and the initial model of the car are fitted, and the new model is simulated by we analyze the influence of the aerodynamic package on the flow field outside the car,and put forward some suggestion for improvement. Keywords： Aerodynamics external flow field FLUENT CFD 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 1 緒論………………………………………… ………………………… ……… 1 研究背景及意義 …………………………………………………………… 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………………………… 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ……………………………………………………… 4 2 汽車外流場(chǎng)分析的理論基礎(chǔ) ………………………………………………… 5 引言 …………… …… ………………… ………………… … … … ……… 5 氣動(dòng)力 …………………………………………………………………… 5 負(fù)升力產(chǎn)生原理 …………………………………………………… 6 負(fù)升力與操縱穩(wěn)定性……………………………………………………… 7 空氣動(dòng)力學(xué)套件…………………………………………………………… 7 流體數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)……………………………………………… 11 3 賽車外流場(chǎng)分析…………………………………………………………… 15 賽車車身模型的建立及簡(jiǎn)化………………………… …………………… 15 劃分網(wǎng)格………………………………………………………………… 16 邊界條件的設(shè)定………………………………………………………… 17 FLUENT 計(jì)算結(jié)果………………………………………………………… 19 賽車仿真結(jié)果分析………………………………………………………… 19 4 空氣動(dòng)力學(xué)套件 方案確定 ………………………………………………… 23 前翼的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 23 尾翼的設(shè)計(jì) …………………………… ………………………………… 26 5 加裝 動(dòng)力學(xué)套件 后 賽車仿真結(jié)果分析……………………………………… 29 賽車模型的建立 …………………………………………………………… 29 賽車仿真結(jié)果分析 …………………………………………………… 29 結(jié)論…………………………………………………………………………… 33 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 34 致謝……………………………………………………………………………… 35 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1 緒論 研究背景及意義 隨著 汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車的外部造型和氣動(dòng)特性受到了 越來越多的 關(guān)注 和重視 。然后把為其設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)套件跟原賽車進(jìn)行裝配，對(duì)改進(jìn)后的賽車進(jìn)行 CFD 數(shù)值計(jì)算。 本課題是以河北工業(yè)大學(xué) AREI 賽車為研究對(duì)象，通過 CATIA 建立賽車的三維模型，應(yīng)用 ICEM 軟件做模型的前處理工作，即進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分，通過FLUENT 進(jìn)行 CFD 模擬計(jì)算以及后期分析工作。 其次，賽道之中有很多 彎道，過彎速度的快慢直接影響 成績(jī)，這 要求賽車的過彎性能 優(yōu)秀 。 河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 作 者： 田野 學(xué) 號(hào)： 110324 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 系 (專業(yè) )： 車輛工程 題 目： 汽車外流場(chǎng)分析研究 指導(dǎo)者： 武一民 教授 (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評(píng)閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 2021 年 6 月 8 日 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要 汽車外流場(chǎng)分析研究 摘要 ： 在賽車比賽中，空氣動(dòng)力學(xué)研究起著越來越重要的作用。首先，賽車在 比賽中 最大的目標(biāo)就是在 規(guī)則以內(nèi) 發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率， 避免 輪胎附著力不足的問題 。 優(yōu)秀的氣動(dòng) 造型可以 使賽車的驅(qū)動(dòng)力不會(huì)大于地面附著力，維持方向的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力。首先分析賽車初始模型的車身外部流場(chǎng)情況，對(duì)其空氣動(dòng)力學(xué)性能作出分析和評(píng)價(jià)。分析空氣動(dòng)力學(xué)套件對(duì)賽車外流場(chǎng)的影響，并提出改進(jìn)意見。汽車 的性能 在很大程度上 受 汽車氣動(dòng)力 的 影響 ，尤其 對(duì)于高速行駛的汽車，氣動(dòng)力對(duì)其性能的影響 是非常大的 ， 因此 汽車高速、安全行駛的 必要 前提之一就是具有 良好的空氣動(dòng)力 性能 。 空氣動(dòng)力是來自 于 汽車外部的約束，其研究成果不僅直接影響 著 汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、安全性 、 操縱性、舒適性等，還 會(huì) 間接 地 影響 汽 車的外觀及審美的流行趨勢(shì) [1]。在這 六個(gè)分量中 ， 汽車空氣阻力所消耗的動(dòng)力和滾動(dòng)摩擦 所消耗的動(dòng)力是大小相當(dāng)?shù)?，因此氣動(dòng) 阻力系數(shù)就成為 了 衡量汽車 空氣動(dòng)力 性能的最基本的 一個(gè) 參數(shù) ， 也就是說如何 降低汽車的空氣阻力系數(shù) 成為 汽車空氣動(dòng)力學(xué)最 重 要的 一項(xiàng) 研究?jī)?nèi)容 。因此， 將 汽車車身緊湊 化 和流線 形化 是 改善汽車氣動(dòng)性能最主要的兩種方法 。 不同的氣動(dòng)造型會(huì)給車身帶來不同的氣動(dòng)力效應(yīng) ， 從而影響到汽車的各項(xiàng) 行駛 性能 。 世界汽車造型的發(fā)展基本與降低風(fēng)阻系數(shù)的技術(shù)研究同步，從箱型、流線型、船型到魚 型和契型，每一次造型風(fēng)格變化都帶來了風(fēng)阻系數(shù)的大幅降低 [4]。 不合理的氣動(dòng)造型設(shè)計(jì)將會(huì)造成發(fā)飄、轉(zhuǎn)向性能變差等操縱失調(diào)問題 [5]。在壓差阻力中，根據(jù)車尾結(jié)構(gòu)的不同前后壓差分配有所不同，但一般而言，其中百分 之十來自于車身前端，而高達(dá)九成來自車身的尾