geng87824
2025-09-15 11:25:46
汽车的流体力学已经成为了一项重要的学科，我觉得它甚至比船舶和飞机的力学要更难。因为船舶在水中只会遇到流水的阻力，而飞机飞到空中之后，只会遇到空气的阻力。但是汽车行驶在路上，没必要用于普通家用车
丰田新普锐斯有很高的燃油效能，这要部分归功于它独特的外形。您还记得上世纪七八十年代沃尔沃古老的方块车吗？旧款沃尔沃960轿车的风阻系数是36；新款沃尔沃的外观更光滑，更具有流线美感。s80系列轿车的风阻系数只有28。这证明了汽车的发展趋势是更加光滑，更具流线型的外观，也就是说更符合空气动力学原理的设计。让我们以自然界中最符合空气动力学性能的物体——眼泪为例。泪滴是光滑圆润的，它的顶端呈锥形。在眼泪下落的过程中，空气从周围顺畅滑过。这与汽车一样，光滑圆润的车身使得空气从周围流过，减少了空气阻力。许多人曾质疑丰田新普锐斯（Toyota Prius hybrid）的奇特外观，但它却有着极佳的空气动力学性能。它26的风阻系数使之达到了很高的燃油效能。实际上风阻系数每减少01，每加仑燃油的行驶里程就能增加2英里。
中国对轿车、大客车和高速列车等开展空气动力学实验，为改进或选择车型提供科学依据。 汽车行进时所受阻力大致可分为机械阻力和空气阻力两部分。随着车速的提高，空气阻力所占比例迅速提高。以美国60年代生产的典型轿车为例，车速为每小时60公里时，空气阻力为行驶总阻力的33%～40%;车速为每小时100公里时，空气阻力为行驶总阻力的50%～60%；车速为每小时150公里时，空气阻力为行驶总阻力的70%～75%。各类汽车的空气阻力系数Cd的范围见表2。汽车空气阻力可分解为：①车型阻力，即由车体外形决定的阻力；②表面摩擦阻力；③干扰阻力，即由于安装在车体外的零部件，如后视镜、车门把手、车灯、车头装饰件等对气流干扰引起的阻力；④由拖曳涡引起的涡阻；⑤内部气流阻力，即气流通过车头内的散热器、发动机等引起的阻力。现代轿车的空气阻力中，车型阻力和涡阻约占62%，表面摩擦阻力约占9%，干扰阻力约占17%，内部阻力约占12%。缩小车辆的迎风投影面积，改进车身外形，减少安装在车外的零部件，将车身下面的部件合理布置或用托板封闭，均可使空气阻力系数显著下降。空气阻力每减小10%，车辆燃料消耗大约可降低5%。汽车空气动力学研究主要有下列四个方面：①汽车运行中所受的空气动力和力矩，包括阻力、举力、俯仰力矩、侧倾力矩和摆动力矩，其中举力和俯仰力矩的研究涉及车辆操纵稳定性；②汽车运行中各部位的流场，包括雨水流的路径，污垢附着的过程和原理，风噪声和面板颤振，风挡玻璃上的作用力等；③发动机的冷却问题；④汽车内的气候条件。 火车的空气动力学研究同汽车的空气动力学研究有许多类似的地方。但由于火车在固定轨道上运行，车身细长，因此也有自己的特点，主要有：①火车横向稳定性：在大风地区，当火车受到超过某个临界值的横风作用时，会发生翻车事故。一般说来，运货棚车的临界翻车风速值小。而在运货棚车中空棚车最易翻车，载货重量越大越不易翻车。中国某地区典型地段上空棚车的临界翻车风速为32米/秒，相当于风力11级（风级）。②火车通过隧道时的气动问题：由于隧道容积有限，火车进入隧道时，气流受到约束，使火车所受阻力比在开阔地行驶时增加6～4倍。这方面问题包括车体强度、通风、散热和两火车会车时气流的相互影响以及隧道截面设计等。③电气列车受电弓的气动问题：列车高速行驶时受电弓所受空气阻力、负举力和动载荷引起的振动会影响受电弓与输电网之间的接触压力，而使受电性能变化，影响列车正常行驶。这方面的研究包括选择性能良好的受电弓弹簧，确定受电系统的固有频率和设计合理的悬挂结构等。④火车行驶时边界层问题：火车行驶时边界层的作用范围和强度取决于火车的速度，这方面的研究包括轨道外安全距离的确定和双线铁路线路间距的确定等。
汽车上的空气动力学原理是：在低速行驶或者无风的情况下，汽车与空气间的相互作用力通常可以忽略不计。但在高速行驶或遇到大风天时，空气阻力将对车辆的加速性能、操控性能和燃油效能产生巨大影响。根据空气动力原理设计的汽车能够获得更好的加速性能和燃油效能，因为引擎不需要产生太多能量帮助车辆穿越气墙。工程师们已经设计出数种方法。汽车空气动力学空气动力学的一个分支，研究汽车与周围空气在相对运动时两者之间相互作用力的关系及运动规律的学科，它属于流体力学的一个重要部分，主要研究汽车、火车等车辆的空气动力性能、行驶稳定性、操纵性和气动噪声等问题。前向下压力是指汽车车头加装大包围等附带装置，引导气流从而得到向下的气流压力，后压力一般是指尾翼所带来高速行驶中，引发的气流向下压力。汽车动力学中的前下压力是指汽车向前运动时空气作用于汽车向下的阻力。当汽车向前运动时空气从汽车顶棚向车尾运动的时候就会形成一股向下的压力，这就是为什么要加扰流板使的这股向下的压力变成向上的升力，从而有效减轻汽车负荷。
当然没有必要考虑。因为普通家用车主要的功能就是代步，所以完全没有必要考虑这么复杂的因素。
