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新浪試車科技淺談車輛空氣動力學設計(4)

http://zz.auto.sina.com.cn 2013年07月06日06:00 新浪汽車字號：大中小

　　三、風洞實驗幫助完善車身氣動設計

風洞實驗用于收集車輛氣動數據

　　車輛外形由外形設計師完成草圖后，其他工作都交給了車身設計師，他們在保證外形得到再現的前提下還要考慮容納各種設備、保證乘坐空間、結構梁的布制等等。空氣動力設計也是要考慮的范疇。為了獲得氣動數據、查看車身的流場需要通過風洞實驗來進行。

汽車風洞的布局

　　風洞簡單來說就是一個電風扇接了一個大管子，通過氣體流動來模擬車輛行進時的氣動狀態。一般風洞由驅動段、過濾段、收縮段、試驗段等組成。

車輛設計階段中油泥模型是風洞實驗的主要對象

　　汽車由于體積比較小、行駛速度低，時常將實車放入風洞中進行測試。而飛機這樣的大件只能通過按照一致的雷諾數進行模型縮比試驗。汽車在定型之前都需要制作油泥模型，新車的風洞實驗都使用油泥模型進行，也會采用縮比模型。風洞實驗中常通過煙霧發生器來觀察車身表面的流場狀態。

車輪轉動引起的流場變化也需要在實驗中模擬

　　一些精確的風洞實驗中還要考慮車輪轉動對周圍流場的影響，所以還有在滾動臺架上進行的風洞實驗，完全模擬車輪轉動時附近的流場變化。

　　四、計算流體力學實現模擬氣動實驗

F35戰斗機DSI進氣道流場模擬

末端制導炮彈的空壓模擬

　　計算流體力學軟件從上世紀就開始在航空領域中應用，經過幾十年的發展，目前計算流體力學已經非常成熟。當今的主流機型的外形大都是計算流體力學軟件上跑出的結果。

車輛的流場模擬已經很普及

　　今天，汽車設計也引入了流體力學軟件，在開發階段可以節省不少的成本和時間，而且在計算機上修改車身造型更加容易。

建立網格模型是很復雜的過程

　　計算流體力學的難點是建造合理的被測對象網格模型，該虛擬模型即要求外形精確，又要求結構冗余度小。畢竟流體力學計算量非常大，有時一個模擬結果用工作站計算也好跑好幾天才能得到結果，冗余的模型跑起來更加費時。

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(編輯：臭點點兒)

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