力和壓力系數(shù)

本文通過力系數(shù)來表示每種車型的空氣動(dòng)力性能：

其中Qref是參考動(dòng)壓，A是模型表1中的前向面積。力和力矩通過來自負(fù)載傳感器的六個(gè)輸出信號(hào)（測(cè)量持續(xù)時(shí)間的平均值）來計(jì)算，這些信號(hào)通過校準(zhǔn)矩陣組合，以提供傳感器坐標(biāo)系中的六個(gè)單獨(dú)的力/力矩值。本文未給出力矩系數(shù)數(shù)據(jù)，以限制發(fā)現(xiàn)的冗余性。滾轉(zhuǎn)和偏航力矩系數(shù)的趨勢(shì)與側(cè)向力系數(shù)的趨勢(shì)相似，而俯仰力矩的趨勢(shì)與升力的趨勢(shì)相似。數(shù)據(jù)以車身軸坐標(biāo)系呈現(xiàn)，其中阻力指向下游，從駕駛員角度看，側(cè)向力指向右側(cè)，升力向上。

表面壓力系數(shù)是通過以下方式計(jì)算得出的：

其中參考?jí)毫ref是風(fēng)洞中模型安裝位置不受干擾的靜壓。本文還給出了兩個(gè)壓力系數(shù)差參數(shù)：一個(gè)表示與零橫擺角度條件的差值（ΔC P,yaw0)），另一個(gè)表示與孤立車輛條件的差值（ΔC P,iso)）。

在大多數(shù)單車測(cè)試條件下，模型阻塞約為1%，因此未對(duì)力系數(shù)進(jìn)行阻塞修正。在測(cè)試段中，鄰近模型測(cè)試的阻塞水平較高，可能需要阻塞修正才能獲得真正具有代表性的結(jié)果。然而，將其應(yīng)用于多體系統(tǒng)并非易事，在此未進(jìn)行嘗試?；诩僭O(shè)的組合體積阻塞的阻塞估計(jì)值遠(yuǎn)小于由于鄰近車輛效應(yīng)而觀察到的力和壓力系數(shù)的差異，因此預(yù)計(jì)結(jié)果的趨勢(shì)和大小是可靠的。

04  不確定性估計(jì)  

DrivAer Notchback模型作為樣本案例來估計(jì)隨機(jī)不確定性大小，因?yàn)樵谠摯笮蜏y(cè)試活動(dòng)中，該模型進(jìn)行了最多的重復(fù)測(cè)試運(yùn)行（六次重復(fù)）。這些隨機(jī)不確定性通常被發(fā)現(xiàn)隨著橫擺角度的增加而增加。偏差誤差不確定性是根據(jù)儀器供應(yīng)商指定的不確定性大小進(jìn)行評(píng)估的。測(cè)量不確定性的主導(dǎo)成分是重復(fù)DrivAer Notchback測(cè)試評(píng)估的運(yùn)行間隨機(jī)變異性，其中包括至少兩次完全拆卸和重新安裝模型。這導(dǎo)致與測(cè)量差異相關(guān)的不確定性（例如，δΔC D,rand)）與主要測(cè)量不確定性（例如，δC D,rand)）處于同一數(shù)量級(jí)。樣本不確定性估計(jì)值見表2。

表2 低橫擺角和高橫擺角下力和壓力系數(shù)的誤差估計(jì)值（95%置信度）

測(cè)試矩陣與案例組合

本文進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)來研究相鄰車道鄰近效應(yīng)，一組以DrivAer模型為主要模型，另一組以AeroSUV模型為主要模型。研究中選定的鄰近位置范圍為縱向±2個(gè)車身長(zhǎng)度，橫向定位為車道寬度的±25%。所有測(cè)試均在風(fēng)速為50 m/s的條件下進(jìn)行，對(duì)應(yīng)的基于長(zhǎng)度的雷諾數(shù)為2.3×10^6。

對(duì)于與主模型距離在±1 車輛長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鄰近模型，進(jìn)行了±10°范圍內(nèi)的自動(dòng)偏航掃描，增量步長(zhǎng)為 2.5°。對(duì)于更大的縱向間距，即最大到±2 車輛長(zhǎng)度，由于安裝軌道較長(zhǎng)，在測(cè)試期間可防止偏航運(yùn)動(dòng)，并且需要在每次測(cè)試條件之間關(guān)閉風(fēng)力。對(duì)于這些更大的距離，由于數(shù)據(jù)收集時(shí)間較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)是在相同的±10°橫擺角度范圍內(nèi)獲取的，但增量步長(zhǎng)為 5°（而不是 2.5°）。如表 3 所示，DrivAer 和 AeroSUV 主模型研究的測(cè)試程序是相同的，唯一的區(qū)別在于哪個(gè)是主模型，哪個(gè)是鄰近模型，因?yàn)橹挥袉蝹€(gè) DrivAer 模型和單個(gè) Aero-SUV 模型可用?？v向（X）和橫向（Y）坐標(biāo)分別通過模型長(zhǎng)度（L）和一般車道寬度（(WL = 3.7 米全尺寸，0.555 米模型尺寸）進(jìn)行歸一化處理。

圖8提供了總體布局和位置命名。正X位置表示主模型后面的接近模型，負(fù)X位置表示主模型前面的接近模型。使用DrivAer進(jìn)行的大多數(shù)接近模型測(cè)試都是使用相鄰車道位置的AeroSUV進(jìn)行的，反之亦然。對(duì)于AeroSUV測(cè)試，使用艾哈邁德模型作為每個(gè)的次要接近模型。

表 3 用于 DrivAer 模型和 AeroSUV 模型研究的測(cè)試矩陣，以及相鄰車道接近模型（相對(duì)于主模型的接近模型中心的相對(duì)縱向位置（車輛長(zhǎng)度的 L）和橫向位置（車道寬度的 WL））