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教学目标汽车系车辆工程方向本科生开设的专业基础课是解决车内外流动问题的基础汽车空气动力学掌握流体的物理属性，流体运动所遵循的基本规律，流体对固体的作用力，汽车行驶时有关的空气动力学现象，学会应用基本规律处理和解决实际问题的方法和技能，为今后从事汽车专业方面的设计、实验和研究打下牢固的基础。先修课程：高等数学，大学物理，理论力学教学内容第一部分绪论：汽车空气动力学概述，介绍汽车空气动力学的研究内容，发展和汽车外形的演变。第二部分流体力学基础第一章流体的特性：流体的压缩性和膨胀性、流体的力学特性、连续介质假说、流体粘性的概念及牛顿内摩擦定理。第二章流体静力学：作用在流体上的力、欧拉静平衡方程，流体的相对平衡，流体对曲面的作用力，作用在流体内部的压强、流体对平面的作用力和流体静压强的测量原理。第三章流体运动研究方法及一维定常流基本方程：微分形式的动量方程、能量方程，流体运动的方法和一些基本概念，连续方程、动量方程和伯努利方程。第四章流动损失与管道计算：流动状态和流动损失的分类，流体在圆管中的层流流动、管道中的沿程损失和局部损失计算。第五章理想流体多维流动基础：流动过程中物理量的变化、流体微团运动分析、雷诺输运定理、能量方程，有旋流动、无旋流动、连续方程、动量方程、欧拉运动微分方程的积分、初始条件和边界条件。第六章不可压缩流体平面有势流动：平面流动中的流函数、不可压平面势流的势函数方程和流函数方程、基本解的叠加原理，简单的平面势流及几种简单平面势流的叠加、直匀流绕不带环流圆柱体的流动。第七章粘性流体动力学：粘性流体中的作用力、粘性流体运动的基本方程、雷诺方程和雷诺应力，附面层概念及附面层厚度的定义，附面层分离的起因。第三部分汽车空气动力学第八章空气动力对汽车性能的影响：牵引力必须克服的各种阻力，发动机功率和车速的关系，气动阻力和最大车速关系，气动阻力对汽车加速度的影响，气动阻力对燃油消耗率的影响。第九章小轿车气动造型：小轿车周围的流谱和压强分布，小轿车气动阻力构成，小轿车气动外形设计。第十章汽车风洞试验：汽车风洞试验的重要性和主要试验内容，风洞构造及其分类，气动力天平和试验地板，压强测量和流场显示，汽车风洞实试验的几个技术问题，汽车模型。参考书：工程流体力学流体力学基础流体力学成绩：1、提问＋作业检查：10分提问评分标准：检查听课的认真程度、积极思考问题的态度，与回答问题对否无关，主要针对听讲不认真的同学，如睡觉、讲小话、看杂书等，查到一次扣一分；作业评分标准：检查作业完成情况，抽查个别同学讲题，作业没做或讲题出错的同学，查到一次扣一分；2、期终考试：90分概念题：在认真听讲真正听懂的基础上才能回答完全，只看课件、参考书、考前突击最多只能答对一半；计算题：难度大于平时作业。上课纪律要求：1、不迟到，不早退，不缺课；2、迟到或早退一次扣1分；3、缺课一次扣2分课代表：考勤：统计每堂课迟到、早退、缺课同学的名单，每次课结束后交给老师第一部分绪论第一节汽车空气动力学汽车空气动力学：用流体力学的基本定律、基本原理和基本方法-分析气流绕流汽车时的速度场、压强场-研究作用在汽车上的气动力和气动力矩及其对汽车性能和造型影响的一门学科加速性、燃油消耗：阻力稳定性、直线行驶能力：升力、侧向力、横摆力矩汽车空气动力学所研究的问题：一、作用在汽车上的气动力和气动力矩阻力X升力Y侧向力Z侧倾力矩Mx横摆力矩My纵倾力矩Mz二、汽车周围气流速度分布及压强分布：了解汽车表面气流流动机制、气流分离和尾流情况对气动现象与机理分析，对汽车外形作进一步改进三、内部设备冷却：发动机和制动装置需引入外来空气进行冷却四、散热通风和空调：在汽车前部压强较高部位开设进气孔在后部或侧面压强较低部位开设排气孔五、汽车表面尘土污染、气动噪声、刮雨器上浮等第二节、汽车空气动力学的发展和汽车外形的演变一、汽车空气动力学的发展赛车从1900年、实用车从1910年开始考虑空气阻力问题降低车身高度，减小迎风面积外形采用流线型设计阻力系数从0.9降到0.35汽车空气动力学的特殊性(与航空飞行器的区别)1、汽车外形接近于钝形物体，飞行器是流线型2、地面效应，受地面影响3、车轮转动二、小轿车外形演变1、厢型汽车：外形是四方形降低车高：1900年2.7m1910年2.4m1920年1.9m现在1.3m-1.4m增加车宽：减少转弯时倾翻的危险1900年1.3m现在1.6m-1.8m汽车棱角部分逐步变圆，风挡玻璃更加后倾2、甲虫型汽车－滑背车1934年美国外形较合理减少气动阻力：前部较圆滑，后部流线型把发动机罩、前灯等融为一体缺点：后排座空间小，有压迫感横风不稳定性3、船型汽车－阶梯背1949年福特V8世界基本车型优点：车身侧面从前到后近似为一个平面，车室宽度就是车身宽度，后排空间大，侧面阻力小缺点：由于加大行李舱，后部成为阶梯背，压差阻力大于甲虫车，但小于厢型汽车。发动机前置时，风压中心与重心重合，横风稳定性好发动机后置时，风压中心在重心之前，横风稳定性不好缺点：后窗倾斜程度较大，后方视野不好，夏天阳光直射，车室温度较高，横风不稳定性，100km/h，车身摇动，不易控制高速时升力较大，附着力减小，使前轮发飘，转向失灵，使后轮腾空，驱动力减小4、鱼型汽车－斜背车把后部形状由阶梯形变为倾斜形状，成为鱼型汽车。最早1952年通用生产别克轿车。由倾斜度不同，分为大斜背、小斜背。优点：流线型车型，后部为倾斜形状，车身较甲虫车低，尾部较长，后体形状较平缓，气流平顺，降低尾部涡流，横截面积小，气动阻力更小5、楔型汽车：前部尖形，后部平直，形似楔子由风洞实验鱼形车和船型车：上表面大部分负压，特别在发动机罩和车顶前部楔型汽车：车表面负压小得多优点：升力小于鱼性车和船型车横风稳定性好，风压中心靠后车身较低，横截面积小缺点：由于后部不是流线型，后体阻力较大6、未来型汽车近20年来，小汽车外形更加圆滑流畅，前围与侧面、前围与发动机罩、发动机罩与侧面都采用圆滑曲面过渡，具有最佳的空气动力性能，空气阻力降到最低限度。除了后视镜突出于车体之外，全部汽车灯具、车身附件都隐藏于汽车车体内，表面十分光洁，车轮上也罩有盖板。空气动力学设计杰作－2003款雪铁龙C-Airlounge