廣告
跑車動力學原理
2018-06-25 23:26:35· 來源：洞云書屋
賽車性能取決于諸如發(fā)動機，輪胎，懸架，道路，空氣動力學，當然還有司機的因素。然而，近年來，車輛空氣動力學得到了越來越多的關注，主要是由于利用負升力（下降力）原理，產生了幾個重要的性能改進。簡要回顧了氣動下壓力的意義以及如何提高賽車性能。在簡短的介紹之后，我們討論了產生向下力的各種方法，如倒翼、擴散器
賽車性能取決于諸如發(fā)動機，輪胎，懸架，道路，空氣動力學，當然還有司機的因素。然而，近年來，車輛空氣動力學得到了越來越多的關注，主要是由于利用負升力（下降力）原理，產生了幾個重要的性能改進。簡要回顧了氣動下壓力的意義以及如何提高賽車性能。在簡短的介紹之后，我們討論了產生向下力的各種方法，如倒翼、擴散器和渦流發(fā)生器。由于這些車輛的復雜幾何形狀，不同的車身部件之間的氣動相互作用是顯著的，導致渦流流動和提升表面形狀不同于傳統(tǒng)的飛機機翼。還討論了典型的設計工具，如風洞試驗、計算流體動力學和軌道測試，以及它們與賽車發(fā)展的關系。盡管這些設計工具的巨大進步（由于更好的儀器、通信和計算能力），流體動力現象仍然是高度非線性的，并且預測特定修改的效果并不總是無故障的。幾個例子涵蓋了廣泛的車輛形狀，以展示這一非線性性質的流場。
計算流體動力學方法
計算流體力學（CFD）方法在廣泛的工程學科中的集成度正在急劇上升，這主要是由于計算力和可承受性的積極趨勢。這些方法的一個優(yōu)點，當在賽車行業(yè)中使用時，是由解決方案提供的大量信息。與風洞試驗相反，在實驗結束后，數據可以被觀察、調查和分析。此外，這種虛擬的解決方案可以在車輛建造之前創(chuàng)建，并且可以提供關于各種組件的氣動載荷的信息、流動可視化等。主要問題是為什么仍在使用更昂貴（且信息量較少）的風洞和道路測試。最簡單的答案是，上面的工具（例如CFD、風洞或軌道）都沒有足夠的全面性，而所有方法的互補使用是最安全的途徑。
跑道試驗
風洞試驗所固有的一些困難在跑道上的全尺寸空氣動力學測試中根本不存在。滾輪、移動地面、正確的雷諾茲數和風洞堵塞校正都解決了，不需要建立昂貴、更小的模型。當然，車輛必須存在，天氣必須合作，并且租用跑道和檢測移動車輛的成本不能破壞預算。由于上述優(yōu)點，盡管不受控制的天氣和成本問題，這種形式的空氣動力學測試近年來有了很大的改善。最早的測試形式之一是通過滑行測試來確定車輛的阻力。盡管大氣條件的變化和輪胎滾動阻力的不一致性，可以得到合理的增量數據，如克魯等人所討論的。隨著計算機和傳感器技術的進步，到了20世紀90年代末，可以通過無線通信以合理的成本測量和傳輸期望的力、力矩或壓力。傳感器可以測量懸掛位移、各種應力/應變、驅動軸扭矩、壓力、溫度等。數據采集系統(tǒng)可以快速分析負載并提供諸如冷卻系統(tǒng)的溫度或壓降、各種部件（包括翼和車輪）的阻力和阻力的信息。即使流動可視化也可以通過在不同位置安裝微型攝像機來提供關于冷卻系統(tǒng)中的流動分離、渦流尾跡或非計劃再循環(huán)的信息。盡管技術變得非常有效和負擔得起，跑道租賃仍然相當昂貴，為了節(jié)省成本在許多形式的比賽，組織者簡單地限制了軌道測試日的數量，有些甚至禁止在比賽中使用遙測（用于工程目的）。
汽車和賽車空氣動力學的復雜性可與飛機空氣動力學相媲美，不限于僅減阻。下降力的產生及其對側向穩(wěn)定性的影響對賽車性能有很大的影響，特別是當涉及高速旋轉時。在設計和改進當前賽車形狀的過程中，使用所有的航空航天型設計工具。由于流動分離、渦流或邊界層過渡等影響，大多數類型賽車的流動并不總是容易預測的。由于這項運動的競爭性和短的設計周期，工程決策必須依賴于來自跑道、風洞和CFD測試的組合信息。
計算流體動力學方法
計算流體力學（CFD）方法在廣泛的工程學科中的集成度正在急劇上升，這主要是由于計算力和可承受性的積極趨勢。這些方法的一個優(yōu)點，當在賽車行業(yè)中使用時，是由解決方案提供的大量信息。與風洞試驗相反，在實驗結束后，數據可以被觀察、調查和分析。此外，這種虛擬的解決方案可以在車輛建造之前創(chuàng)建，并且可以提供關于各種組件的氣動載荷的信息、流動可視化等。主要問題是為什么仍在使用更昂貴（且信息量較少）的風洞和道路測試。最簡單的答案是，上面的工具（例如CFD、風洞或軌道）都沒有足夠的全面性，而所有方法的互補使用是最安全的途徑。
跑道試驗
風洞試驗所固有的一些困難在跑道上的全尺寸空氣動力學測試中根本不存在。滾輪、移動地面、正確的雷諾茲數和風洞堵塞校正都解決了，不需要建立昂貴、更小的模型。當然，車輛必須存在，天氣必須合作，并且租用跑道和檢測移動車輛的成本不能破壞預算。由于上述優(yōu)點，盡管不受控制的天氣和成本問題，這種形式的空氣動力學測試近年來有了很大的改善。最早的測試形式之一是通過滑行測試來確定車輛的阻力。盡管大氣條件的變化和輪胎滾動阻力的不一致性，可以得到合理的增量數據，如克魯等人所討論的。隨著計算機和傳感器技術的進步，到了20世紀90年代末，可以通過無線通信以合理的成本測量和傳輸期望的力、力矩或壓力。傳感器可以測量懸掛位移、各種應力/應變、驅動軸扭矩、壓力、溫度等。數據采集系統(tǒng)可以快速分析負載并提供諸如冷卻系統(tǒng)的溫度或壓降、各種部件（包括翼和車輪）的阻力和阻力的信息。即使流動可視化也可以通過在不同位置安裝微型攝像機來提供關于冷卻系統(tǒng)中的流動分離、渦流尾跡或非計劃再循環(huán)的信息。盡管技術變得非常有效和負擔得起，跑道租賃仍然相當昂貴，為了節(jié)省成本在許多形式的比賽，組織者簡單地限制了軌道測試日的數量，有些甚至禁止在比賽中使用遙測（用于工程目的）。
汽車和賽車空氣動力學的復雜性可與飛機空氣動力學相媲美，不限于僅減阻。下降力的產生及其對側向穩(wěn)定性的影響對賽車性能有很大的影響，特別是當涉及高速旋轉時。在設計和改進當前賽車形狀的過程中，使用所有的航空航天型設計工具。由于流動分離、渦流或邊界層過渡等影響，大多數類型賽車的流動并不總是容易預測的。由于這項運動的競爭性和短的設計周期，工程決策必須依賴于來自跑道、風洞和CFD測試的組合信息。
廣告 
最新資訊
-
開年豪擲1.8億搶用戶，又一車企加入“價格
2026-03-04 16:05
-
聯合國法規(guī)R60對兩輪車操縱件與指示裝置的
2026-03-04 12:08
-
標準立項|《汽車異種材料鉚接接頭拉伸性能
2026-03-04 11:40
-
“汽車大角度座椅 第1部分：通用要求”將有
2026-03-04 11:39
-
“汽車大角度座椅 第2部分：可靠性要求”將
2026-03-04 11:39
