尾翼对汽车气动性能的影响

发布时间：2021-09-12 09:36

　　汽车行驶速度提升的同时也带来了高速稳定性和节能减排2个问题。运用汽车空气动力学原理,基于某款车型,利用STAR-CCM+仿真工具建立尾翼的物理模型。通过模拟仿真,发现加装尾翼后,在车速小于120 km/h的5种不同速度条件下,整车气动阻力可降低1%～3%,气动升力可降低43%～46%。结果表明,加装尾翼可改善汽车的气动特性,降低油耗并显著提高汽车的操纵稳定性。该结果可为汽车动力学研究提供参考。 

【文章来源】：汽车工程师. 2020,(06)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

气动六分力示意图

其中，汽车升力的产生原理和机翼升力的产生原理基本相同。汽车行驶时，气流流到汽车前方分为上下2股，一股气流沿着汽车上表面流到汽车尾部，另一股气流沿着汽车下表面流到汽车尾部，如图2所示。由于汽车上半部分向上凸出将汽车表面的气流向上挤压，迫使汽车上半部分气流管线收缩。根据质量守恒定律，当气流管线截面收缩时，流过这里的气流速度加快。再根据伯努利方程，气流速度大的地方压力小，所以在气流速度较快的车顶附近产生了低压区。同时汽车车底，由于表面没有明显外凸物，流过此处的气流没有明显加速，相对于车顶，车底压力较大，这就在车身上下形成了压差，即气动升力产生的主要原因。2 计算结果及分析

不考虑侧向风的影响，可认为流场以车身中心面为中心成左右对称状态。为全面分析尾翼对气动特性的影响，以某车型为例，利用STAR-CCM+仿真工具对速度为30,50,70,90,110 km/h时的有尾翼和无尾翼2种模型进行模拟对比计算[2]。不同速度下的车身阻力系数和升力系数，如图3和图4所示。由图3和图4可知，对于验证模型有无尾翼的2种状态，随着速度的增加，阻力系数呈减小趋势，而升力系数呈增大趋势，有尾翼的模型相对于无尾翼的模型起到了明显的气动优化效果，阻力系数和升力系数均小于无尾翼状态。图4 不同速度下车身升力系数曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]随动尾翼技术在调控汽车升力方面的研究[J]. 计时鸣,陈先兵.  机电工程. 2016(08)
[2]某跑车尾翼外形变化对气动升力影响的仿真分析[J]. 谷正气,郭建成,张清林,金益峰.  北京理工大学学报. 2012(03)

硕士论文
[1]汽车随动尾翼行进提升机理与调控作用研究[D]. 陈先兵.浙江工业大学 2016



本文编号：3393990