汽车空气动力学试卷

湖南大学2007年研究生汽车空气动力学考试试题简答题（每题5分）1.汽车空气动力学的基本研究方法？汽车空气动力学的基本研究方法按研究手段可以分为：实验研究、理论研究、数值计算。2.汽车空气动力学中的流体基本方程有哪几个？1）连续方程：微分形式的连续方程[]0yxzvvvDDtxyz当等于常数时有：0yxzvvvxyz积分形式的连续方程：vA常数2）动量方程：积分形式的动量方程：,22,11mmFqvqv微分形式的动量方程：212PvC0dPgdyvdv3）伯努利方程：212PvC3.汽车空气动力学发展时期中六个阶段的特点？答：从汽车空气动力学发展时期的六个阶段为：（1）原始型阶段。其特点为：凭直观朴素的感性认识来考虑减少车身的风阻，车身气动造型没有“整体化”，是这一阶段的主要特点。（2）基本型阶段。其特点为：已经开始从完整的车身来考虑空气动力学问题，车身部件不再是零散独立的，而是紧密联系形成了车身的完整概念，并且较明确的将航空空气动力学的研究成果运用于汽车车身。但限于条件不可能更深入的考虑汽车空气动力学问题。（3）长尾流线型阶段。其特点为：通过实验已经揭示出完全将自然界的流线型移植于车身上是不合适的，必须考虑地面效应。同时由于人们过分的拘泥于贾瑞的基本原理，过度强调尾部造型而较为忽视头部造型。（4）短尾流线型阶段。其特点为：避免了许多早期阶段“假流线型”的束缚，不再拘泥于表现上的流线型，而是更深入更全面地将流线型概念实现于车身上。减少气动阻力不再是唯一目标，而同时综合考虑气动升力和侧风稳定性，追求更全面的气动性能。（5）细部最优化阶段。其特点为：着重从已有汽车产品上来改进车身细部气动造型，通过各个细部造型的优化和相互动协调来优化汽车整车的气动性能。（6）整体最优化阶段。其特点为：从一开始就十分重视汽车外形的整体气动性能，因而开发的实用车型具有优秀的空气动力学特性，整体造型更为流畅，形体更生动，美学造型和气动造型相得益彰，汽车空气动力学向研究更全面、更深入、更严谨、更细致的速度向前发展。一．填空题（每题4分）1.汽车气动六分力气动阻力气动阻力、气动升力、气动侧力、气动侧倾力矩、气动横摆力矩、气动纵倾力矩。2.物面边界条件1y0vnn面2.汽车空气动力学的四大基本假设连续性假设、无粘假设、不可压缩假设、定常假设3.汽车气动造型七个阶段马车型、厢型、甲壳虫型、船型、鱼型、楔型、贝壳型。4.影响轿车前部气动造型的因素车头边角、车头形状、车头高度、车头下缘凸起唇、发动机罩与前风窗5.汽车风洞的相似准则几何相似、运动相似、动力相似、热力学相似、质量相似。6.风洞洞体的基本构造收缩段、试验段、扩散段、动力段和稳定段组成。7.风洞天平的种类机械天平、应变天平、压电天平和磁悬挂天平。8.减少汽车气动升力的附加装置有绕流器、负升力翼、支架、负升力翼端板。9.汽车的气动阻力的组成部分有压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干涉阻力和内流阻力组成。三．判断题（对的打“√”，错的打“×”每题2分）1.体系与欧拉法相关，控制体与拉格朗日法相关（×）2.汽车尾涡只是由汽车底部气流向上翻卷而成（×）3.在1:5模型风洞中模拟108Km/h的实车流场，风洞中的风速为30m/s（√）4.将汽车尾部截掉一部分，对汽车气动阻力没有影响（×）5.气动升力能减少汽车的滚动摩擦，所以说气动升力越大越好（×）6.经缝隙向车内传播噪声是外部脉动压力向车内传播的主要途径（√）7.体系是与拉格朗日法相联系的概念（√）考虑气动导数的临界速度与不考虑气动导数的临界速度要高（）8.造成汽车背部区域尘泥污染主要原因是底部向上翻卷气流（√）9.流线型试验段性能优于开槽试验段（×）10.滚动车轮所受气动升力比静止车轮的大（√）四、计算题（第一题10分，第二题15分）1.作用在汽车上的横向微风V0s，而前轮转向角0，求临界速度。解：由于0sv，因而0，但0，则汽车横摆运动稳态方程即为：20TZTZTZMvFFFFFFR0YTYYTYYTYMMMMMM联立解上两个方程得：1TZYTYTZYTYTZYTYTZYTYFFMMFFMMRvFFMMMvFFMMTZYTYTZYTYTZYTYTZYTYFFMMMvFFMMFFMMMvFFMM同理，上两式的分母是相同的，当分母0时，，0R，这意味着无论多么小，均可使汽车失稳，这时的汽车速度即为临界速度，以Lv表示，即：TZYTYTZYTYLYTYFFMMFFMMvMMM2.给定一个函数220.25lnVxxy，问1）这个函数能否作为二维不可压缩的位函数？2）如能，这个流场是有旋的还是无旋的？3）加速度的表达式？并计算1x，1y这一点上在流线方向上的加速度分量。解：1）2212xxvvxxy，22222222xyxvvxxxy222yyvvyxy，22222yxyvvyxy，0zvz0yxvvxy此函数可作为二维不可压缩的位函数。2）102102102yzxxzyyxzvvyzvvzxvvxy所以为无旋流3xxxxxxxyzDvvvvvavvvDttxyz22222222222222212222vvxxxyxyyvvxyxyxyxy22222223322222242xyxyxvvxyxyxy24243322224vyxyxxxyyyyyzyxyzDvvvvvavvvDttxyz2222223322222224xyxxyyxyvvxyxy22333322444vxyyxyxyxy1,1xy分别带入上式，得22116116xyavav所以2222260.318716xyaaavv