基于空气动力学的车身外形设计理论研究与软件的开发

摘要

该文主要研究内容如下: 1.汽车外形与空气动力学关系的研究 机械工程学、人机工程学决定了汽车的基本骨架,从内部制约了车身外形.与飞行器的外形设计不同,汽车的外形并不主要取决于空气动力学,它是由实用性、经济性和美学等多方面要求决定的,这些要求就是确定汽车空气动力特性的外部约束条件.汽车空气动力学最主要的研究内容就是设法降低汽车的空气阻力系数.该文通过对汽车前端形状、挡风玻璃与发动机罩形状、顶盖外形、车身侧面外形、车身尾部外形及车身底部外形等对汽车气动阻力特性影响的研究,得出了汽车各部位的外形改进都有可能使汽车的气动阻力降低的结论,为具有较佳气动阻力特性的汽车开发提供了理论基础. 2.汽车空气动力学的设计准则的研究 该文通过车身外形对空气动力特性影响的研究,并且总结前人的设计经验,在满足结构设计、美学、人机工程学以及法规要求的同时,对汽车空气动力学的设计准则进行了总结和归纳,为汽车外形设计提供标准和方法.3.基于空气动力学的汽车外形设计软件的研究该软件是在Windows平台下利用VB语言编写设计的,可以对车身的气动阻力系数,包括基本升力系数、诱导阻力系数、形状阻力系数、前面阻力系数和后面阻力系数进行估算,然后经过细部形状的修正最终估算出实车的气动阻力系数,同时根据车身的各个部位对汽车气动阻力特性影响程度的不同,对汽车的空气动力特性进行打分评估,为取代风洞试验进行了初步的尝试,同时对汽车综合性能也进行了估算

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第1章绪论

1.1汽车空气动力学的发展概况

1.1.1汽车空气动力学发展的历史阶段

1.1.2汽车的空气动力发展现况

1.2本文研究工作的意义和主要内容

1.2.1本课题研究的意义

1.2.2本课题研究的内容

第2章车身设计基本方法

2.1车身设计的特点

2.2车身设计方法

第3章汽车空气动力学概述

3.1流体力学的基本理论

3.1.1流体力学的几个基本概念

3.1.2流体阻力的实验现象

3.1.3汽车的绕流特性

3.2气动阻力与力矩

3.2.1气动阻力与力矩

3.2.2气动阻力的分类

3.2.3车身表面压力分布

3.3与汽车有关的流场

3.3.1汽车外部流场

3.3.2汽车的内部流场

3.4汽车空气动力学的实用价值

3.4.1汽车空气动力特性对动力性的影响

3.4.2汽车空气动力特性对经济性的影响

3.4.3汽车空气动力特性对操纵稳定性的影响

3.5汽车空气动力学的特点

3.6汽车空气动力学试验

3.6.1汽车空气动力学试验技术及其作用

3.6.2汽车空气动力学试验的内容

3.6.3汽车空气动力学试验的基本方法

3.6.4汽车风洞试验的准则

3.6.5汽车风洞试验设备及测量仪器

3.6.6汽车风洞试验模型

3.6.7汽车空气动力学流态显示试验

3.6.8实车道路试验与实车风洞试验的数据对比分析

第4章基于空气动力学的车身外形设计

4.1汽车的总布置设计

4.2车身关键部位的空气动力特性分析

4.2.1前端形状对空气动力特性的影响

4.2.2挡风玻璃与发动机罩形状对空气动力特性的影响

4.2.3顶盖外形对空气动力特性的影响

4.2.4车身侧面外形对空气动力特性的影响

4.2.5车身尾部外形对空气动力特性的影响

4.2.6车身底部外形对空气动力特性的影响

4.3汽车空气动力学设计准则

4.4汽车空气动力特性的估算

4.4.1升力的估算

4.4.2诱导阻力的估算

4.4.3形状阻力和表面摩擦阻力的估算

4.4.4细部形状的修正及转换为实车的值

4.5汽车车身的细部优化

4.6汽车空气动力特性的评估

第5章车身外形设计软件的开发与编程

5.1软件的介绍

5.1.1 Windows平台

5.1.2 Visual Basic

5.2软件主界面的设计

5.3软件主界面菜单的设计

5.4软件子窗体及各级功能子窗体的设计

5.5软件窗体上控件的程序代码设计

5.7汽车空气动力特性数据库管理系统

5.7.1数据库的表的设计

5.7.2气动阻力数据表的设计

5.7.3汽车风洞数据表的设计

第6章结论与建议

6.1结论

6.2进一步工作的建议

致谢

参考文献