汽車上的空氣動力學原理

2021-03-07 01:48:47 字數 2380 閱讀 4730

1樓:匿名使用者

ρ1v1a1=ρ2v2a2=c1

ρ1ρ2-1、2 截面上的平均密度

v1v2-1、2 截面上的平均流速

a1a2—1、2截面上的截面積

c2-常數

流體力學中將與流體的質量成正比的力稱為質量力或者是體積力。重力場中就稱為質量力,當忽略質量力的力項,不可壓縮流體作定常流動時,流體流動的速度和壓強也存在一定的關係。

p +1/2ρv2= p0

p-流體靜壓力

v-流體流動的速度

p0-總壓

故車輛的外型設計是否符合相關空氣動力學很重要,否則汽車在「穩定性」及燃油的「經濟性」上等方面會會大打折扣。

2樓:匿名使用者

我們通常認為空氣或風不能算作牆。在低速行駛或者無風的情況下,汽車與空氣間的相互作用力通常可以忽略不計。但在高速行駛或遇到大風天時,空氣阻力將對車輛的加速效能、操控效能和燃油效能產生巨大影響。

根據空氣動力原理設計的汽車能夠獲得更好的加速效能和燃油效能,因為引擎不需要產生太多能量幫助車輛穿越氣牆。

工程師們已經設計出數種方法。比如說,更為圓滑的車身外觀設計,使得空氣從車輛四周平緩流過,將阻力減至最小。一些高效能的車輛甚至連底盤設計也考慮到了空氣動力學的問題。

許多車配有阻流板,也稱尾翼,以防止空氣抬升車輪,提高車輛高速行駛時的穩定性。 不過正如您將在後文中閱讀到的那樣,阻流板的裝飾作用可能還大過實際意義。

汽車的空氣動力學效能是用風阻係數來衡量的。從本質上講,風阻係數越小,汽車的空氣動力學特徵越明顯,也就越易於穿越阻撓行進的氣牆。

為了達到最大的下壓力,f1賽車採用高風阻係數。

您可能會認為一級方程式賽車的風阻係數非常低,畢竟空氣動力效能很高的車肯定跑得更快,對吧?但實際情況恰好相反。標準的f1賽車的風阻係數約為0.70。

為什麼f1賽車能以每小時300餘公里的速度行駛,但卻不具備您想象中的高空氣動力效能呢?那是因為f1賽車在設計上必須考慮儘可能產生下壓力。以賽車的行駛速度,再加上自身超輕的重量,f1賽車在達到一定速度時會開始產生提升力,迫使它們像飛機一樣離地。

當然汽車不是用來飛行的,一旦飛起來很可能造成毀滅性事故。所以必須最大化下壓力,以確保賽車在地面上的高速行駛。因而採用高的風阻係數也是有必要的。

裝在f1賽車前後部的雙翼和阻流板使風阻係數變高成為現實。雙翼穿過氣流產生下壓力,這樣使得轉彎速度達到最大。但是必須保持與提升力之間的平衡,使賽車能夠達到合適的直線行駛速度。

在一些家用車上,我們能夠看到阻流板和雙翼,比如本田和豐田轎車。這些配件真的增加了汽車的氣動性空氣動力效能嗎?某些情況下,它能稍許提高高速行駛的穩定性。

原本奧迪tt(audi tt)的後行李箱蓋上沒有阻流板。但後來奧迪發現它渾圓的周身產生了太多提升力而導致幾起事故的發生,所以決定增加阻流板。

然而在多數情況下,在普通車身後固定一個大型阻流板並不能提高駕馭效能、速度、或者整體操控性。有時甚至會產生轉向力不足或者無法轉彎的問題。但如果您認為大大的阻流板並不影響您的本田思域(honda civic)的美觀性,您儘可不去理會別人的意見。

豐田新普銳斯有很高的燃油效能,這要部分歸功於它獨特的外形。您還記得上世紀七八十年代沃爾沃古老的方塊車嗎?舊款沃爾沃960轎車的風阻係數是0.

36;**沃爾沃的外觀更光滑,更具有流線美感。s80系列轎車的風阻係數只有0.28。

這證明了汽車的發展趨勢是更加光滑,更具流線型的外觀,也就是說更符合空氣動力學原理的設計。

讓我們以自然界中最符合空氣動力學效能的物體——眼淚為例。淚滴是光滑圓潤的,它的頂端呈錐形。在眼淚下落的過程中,空氣從周圍順暢滑過。

這與汽車一樣,光滑圓潤的車身使得空氣從周圍流過,減少了空氣阻力。

許多人曾質疑豐田新普銳斯(toyota prius hybrid)的奇特外觀,但它卻有著極佳的空氣動力學效能。它0.26的風阻係數使之達到了很高的燃油效能。

實際上風阻係數每減少0.01,每加侖燃油的行駛里程就能增加0.2英里。

滿意就選最優。

3樓:匿名使用者

豐田新普銳斯有很高的燃油效能,這要部分歸功於它獨特的外形。您還記得上世紀七八十年代沃爾沃古老的方塊車嗎?舊款沃爾沃960轎車的風阻係數是0.

36;**沃爾沃的外觀更光滑,更具有流線美感。s80系列轎車的風阻係數只有0.28。

這證明了汽車的發展趨勢是更加光滑,更具流線型的外觀,也就是說更符合空氣動力學原理的設計。

讓我們以自然界中最符合空氣動力學效能的物體——眼淚為例。淚滴是光滑圓潤的,它的頂端呈錐形。在眼淚下落的過程中,空氣從周圍順暢滑過。

這與汽車一樣,光滑圓潤的車身使得空氣從周圍流過,減少了空氣阻力。

許多人曾質疑豐田新普銳斯(toyota prius hybrid)的奇特外觀,但它卻有著極佳的空氣動力學效能。它0.26的風阻係數使之達到了很高的燃油效能。

實際上風阻係數每減少0.01,每加侖燃油的行駛里程就能增加0.2英里。

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