本文將結合生活實際探索流體力學在汽車車身設計中的應用，通過適當?shù)姆治隽私饬黧w力學的相關概念，保證更加清楚的明白汽車流線型車身產生的原理。

一、汽車車身流線型的產生

在分析流體力學在汽車車身設計中的應用時，可以借助于一個實驗明確其中的原理：首先是準備出各種各樣的空塑料瓶，然后將它們的頭朝向水中，之后松開手，觀察什么形狀的瓶子彈跳最高，根據(jù)具體的實驗結果可以判斷，外形阻力較小的瓶子會跳更高。

流線型主要是一種受抵抗較小的形狀，因此可以抑制剝離。分析出現(xiàn)抑制剝離的問題，可以充分的考量縮小流動或者是擴大流動的情況，若是在縮小流動之后，伴隨著向下游的逐步行進，實際的流動會變得逐漸狹窄，當不斷的向下游行進，流動通路的斷面積也會越來越小，以至于相應的流速逐漸加快，結合伯努利定律加以判斷，壓強是下降的狀態(tài)。

由于高壓向著低壓的流動屬于一種正常的流動狀態(tài)，在這種情況之下，即便是縮小流動，也會呈現(xiàn)出安定的狀態(tài)。與之相反的是，通過適當?shù)臄U大流動，開始向著下游逐漸行進，流動也會逐漸擴展開來，通過不斷的深入下游，流動通路的斷面積也會呈現(xiàn)出增大的趨勢，流速則越來越小，壓強在不斷上升的時候，實現(xiàn)了從低壓向著高壓流動的趨勢，這與自然的流動方向是相反的，屬于一種不安定的流動狀態(tài)。

通常來說，在高壓處向著低壓不斷流動的趨勢屬于一種自然狀態(tài)，為此在適當?shù)臄U大流動趨勢的時候，還會受到某些誘發(fā)因素的影響，從而導致逆流情況的發(fā)生。比如，急劇的擴大流動及階梯式的擴大流動，都能讓流動出現(xiàn)急劇擴大的情況，因此在固體的表面產生了具體的逆流問題。在擴大的部分，實際產生的逆流始終在循環(huán)往復，這屬于流動的剝離。正是這種情況，在流動不斷擴大的地方，由于壓強呈現(xiàn)出上升的趨勢，使得剝離問題出現(xiàn)，在具體設計的時候應該格外注意。

若是出現(xiàn)了剝離問題，相應阻力會明顯增加，能量損失也會逐漸增大，為了進一步減小阻力，基本的原則就是避免流動呈現(xiàn)出急劇擴大的趨勢。

二、流體力學在汽車車身設計中的應用效果

1、有效減小阻力

結合著汽車的外形演變加以分析，可以明確流體力學對汽車車身的設計影響。伴隨著車速的穩(wěn)步提升，汽車的外形除了結合機械工程學和人機工程學等基本學科之外，還應該重視空氣動力學的相關問題，以便減小阻力。

適當?shù)慕档惋L阻并提升下壓力屬于非常有效的手段，減少迎風面積可采取流線形狀。流線型一般是能夠減少空氣流對車身產生的渦流，這樣就能達到理想的減小阻力的目的。

2、適當增加附著力

結合著汽車的外形構造來說，應該在考慮行車穩(wěn)定的前提下，正視下壓力的相關問題，尤其是在高速場合。利用流線型的設計可以有效改變空氣對于車體上部及地盤下部的氣流流速，這樣可以適當?shù)目刂坪孟鄳南聣毫?。賽車在高速拐彎或者是進行急加速的時候，應該重視輪胎對于地面本身的附著力，這樣才能避免出現(xiàn)打滑的問題。車體的底部中間部分向下突出，主要是讓車和路面的間距變狹窄，車體的前后部分和地面的距離應該適當?shù)脑龃?，由此流體在經(jīng)過相對狹窄的部位時，流速會適當?shù)募涌?，這個時候的壓力會呈現(xiàn)出下降的趨勢，保證車體被吸向路面，適當?shù)脑龃蟾街Γ苊獬霈F(xiàn)打滑的問題，保證高速行使的過程中更加安全。

三、流體力學在汽車車身設計中的應用實踐

1、車頭造型設計

車頭造型的設計中涉及到的流體力學因素眾多，比如車頭的邊角、車頭的形狀及高度等。車頭的邊角主要是指車頭上部的邊角和橫向兩側的邊角，若是非流線型的車頭設計，會因為尖銳的邊角使得氣動阻力有所提升，以至于產生負壓區(qū)，整體狀況不適合非流線型的設計。

發(fā)動機罩和前風窗的設計能夠對附著點的位置產生影響，由此會對汽車的氣動特性造成威脅。發(fā)動機罩的縱向曲率在逐漸減小的情況下，氣動阻力會越小，發(fā)動機罩的橫向曲率可以適當?shù)臏p小氣動阻力。只要是發(fā)動機罩擁有一定的斜度，可以對氣動阻力產生有利的影響，但是斜度若是處于加大的狀態(tài)，實際的降阻效果不佳。

風窗玻璃縱向的曲率越大的時候將會越好，這樣就能及時的避免視覺失真問題的出現(xiàn)。汽車的前端形狀會對汽車整體的空氣動力學性能產生重要的影響，若是前端凸而且高的時候，往往會產生相對較大的氣動阻力，這樣會給車頭的上部造成較大的負升力區(qū)；擁有著較大傾斜角的車頭一般是能夠起到減小氣動升力等效果。

2、前立柱設計

前立柱上方的凹槽和細棱角處如果處理不當，將會出現(xiàn)較大的氣動阻力，以至于出現(xiàn)較大的噪聲污染。在設計的時候，需要重視圓滑過渡，保證更好的發(fā)揮出利用價值。轎車的側壁外鼓能夠增加氣動阻力，但是會降低氣動阻力的相關系數(shù)。對于階背式轎車來說，客艙的長度和軸距的比值從0.93上升至1.17，這樣會在一定程度上減小氣動升力系數(shù)，但是發(fā)動機罩的具體長度和軸距對比往往不會影響到氣動升力系數(shù)。

3、車身尾部造型設計

流線型車尾的汽車擁有著最佳的車尾高度，這樣的狀態(tài)之下，氣動阻力系數(shù)會呈現(xiàn)出減小的趨勢，相應的高度一般會按照實際的車型和結構加以完善。后車體橫向收縮可以適當?shù)臏p小截面面積，在一定程度上后車體的橫向收縮能夠降低氣動阻力系數(shù)，過多的收縮則會引起氣動阻力系數(shù)的升高。

4、擾流器設計

擾流器對流場會加以干涉，通過適當?shù)恼{整汽車表面的壓強分布，能夠更好的減小氣動阻力，同時關注氣動升力的具體目標。前擾流器的適當高度和位置等都能減小氣動阻力和氣動升力。

四、結 語

本文主要探討了流體力學在汽車車身設計中的應用，明確了流體力學對汽車外形構造發(fā)揮出的重要作用，能夠讓汽車造型的構造更加合理，保證合理協(xié)調空氣及汽車之間的相互作用力，為汽車的行進更為便利創(chuàng)造條件。