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1、汽车空气动力学的论述与研究组员 ：张尧硕（11223087）贾流棡（11223071）刘贺（11223074） 目录1.国内外汽车发展史21.1国外汽车发展21.2中国汽车发展及现状52.汽车空气动力学概述72.1空气动力学的定义72.2汽车空气动力学的发展72.3空气动力学模拟研究工具风洞82.4空气动力学在节能上的工作原理82.5空气动力学在稳定上的工作原理82.6空气动力学在车身造型上的应用93. 基于空气动力学的车身造型设计和分析94.感想12摘要：随着高速公路的发展，燃油价格的上涨以及越发严格法规的颁布，对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和舒适性提出了越来越高的要求，这使得汽车空气动
2、力学的研究成为汽车行业的重点研究方向之一。采用计算流体力学方法对其性能进行预测，相比风洞试验可以节约资金，缩短新车型开发周期。本文介绍了国内外汽车发展史，论述了汽车空气动力学对于车身的影响，并基于汽车空气动力学设计出了车身并对它进行数值模拟分析。关键字：汽车发展史、空气动力学、风阻系数、升力系数1.国内外汽车发展史1.1国外汽车发展图1-1 卡尔本茨的第一辆汽车卡尔弗里特立奇本茨（Karl Friedrich Benz）1844年 11月4日德国著名的戴姆勒奔驰汽车公司的创始人之一现代汽车工业的先驱者之一人称 “汽车之父 ”、 “汽车鼻祖 ”。汽车在改变我们的生活它在带给我们极大便利的同时的确
3、也带来了一些烦恼。但是生活就是这样对任何生活方式的评价都是相对的没有绝对的好与坏。这是一种观念一种态度更是一种文化。汽车自上个世纪末诞生以来已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时 18公里的速度跑到现在竟然诞生了从速度为零到加速到 100公里 /小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年汽车发展的速度是如此惊人同时汽车工业也造就了多位巨人他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。让我们一起来回望这段历史品味其中的辛酸与喜悦体会汽车给我们带来的种种欢乐与梦想 (1)1920-1950哈利厄尔时代德国发明了汽车 ,美国则把这个行业带入
4、了艺术设计的圣殿 ,而哈利厄尔则是有史以来最伟大汽车设计大师 ,对现代汽车的影响不可估量。哈利厄尔进入通用公司 ,1927年设计出凯迪拉克哈利厄尔时代开始。它有圆润的线条,锥形的尾部 ,修长低矮的轮廓。 1928年哈利厄尔在汽车设计中加入了镀铬装饰。三十年代开始 ,他建立的艺术色彩使通用汽车逐渐成为最强大的汽车帝国。 1938年。他 ,设计出世界上第一款概念车别克 Y job。船型车身 ,复杂曲面构建的流线型车身都是此后几十年厂商模仿的对象。 Y job还第一次引入黏土模型技术 ,使汽车外形更加灵活。该技术一直沿用至今。 1947年,凯迪拉克 s用银光闪闪的镀铬装饰和漂亮的尾鳍征服了世人是哈利
5、厄尔降汽车从单纯的交通工具变成了艺术和时尚。(2)1930-1950流线型与船型车身20世纪 30年代的大萧条到二战结束的 20年,是汽车设计向现代化转变的重要时期 ,由美国人独占鳌头的汽车设计领域也加入了欧洲人。欧洲在流线型设计方面走在前面。意大利 giusemerosi1913年为 count公司设计的汽车是流线型的最早期作品第一次开始了风洞实验并获得了美国专利。这段时间中 ,欧洲制造商却在工程技术方面取得了长足进步 ,雪铁龙在三十年代就将独立式前悬架和前轮驱动技术大规模应用于轿车 traction为了降低自重 ,它还采用了来自赛车的承载式车身。19世纪末 ,汽车的最高速度达到了 50km
6、/h,开放式车身向封闭式车身过度。20年代是美国汽车产业的第一个爆发期 ,为了刺激消费 ,通用汽车在 1924年第一次推出了 年度改款 ,这在现在几乎被所有的大型汽车厂商使用。 (3)1940-1960国民车图1-2 神奇的“甲壳虫”美国在第一次世界大战前就凭借福特的流水线生产模式进入汽车普及时代 ,而汽车在意 ,英,法,德等欧洲国家是二战后才大量进入家庭的 ,并在 6,70年代进入高峰。希特勒在二战前提出的 生产国民大众使用的汽车 思想使二战结束后欧洲车坛诞生了很多实用 ,经典的国民车 ,采用尽可能简单耐用的机械结构 ,而造型只是附属品。大众甲壳虫 ,汽车史上划时代的经典 ,也是历史上生产周
7、期最长的一款车 (即使今天甲壳虫依然是时尚实用的代名词 ,虽然与当时国民车的理念有所背离 ),出自费迪南德。保时捷之手 ,1930年诞生原型车 ,1939年正式开始生产 ,简单耐用 ,便宜省油 ,迅速成为当时世界上最畅销的车。也奠定了大众汽车今后在汽车界的地位。1948年法国雪铁龙 2CV,1948年英国 minor,1957年意大利 fiat500,1959年英国 mini,都是那个时期国民车的经典 ,也是汽车史上的经典。(4)1950-1970长尾鳍到短尾，coupe短暂兴起当时典型的美国汽车是火箭式车头 ,飞船式车尾。二战结束后十几年美国汽车爆发式增长是史无前例的 ,更大更好成为格调 ,
8、性能的重要性变得稍逊于外表 ,舒适和款式变为最重要。而长尾鳍这是那个时代美国车的典型特征。后来 ,楔形车身 ,即短尾设计的运动汽车开始普遍。美国经济的强大以及意大利英国为首的欧洲小厂热衷表现美学功底 ,使追求运动气息的年轻人开始追求 coupe车型。阿斯顿马丁 DB2,阿尔法罗密欧 ,玛莎拉蒂 A6和 5000GT等,都是那个时代的经典。 70年代后 ,石油危机爆发 ,人们逐渐失去对 coupe的热情转向经济实用的小型车 ,尤其是日系车。(5)1970-1990 20世纪 70年代受石油危机影响 ,80年代财政相对困难 ,汽车开始向多样化的实用性发展。来自军用 ,农用 ,远征等领域的设计 ,凭
9、借特别 缺少风格 的怀旧情结和强烈的实用性特点 ,在汽车界掀起波澜并在后来成为时尚。最能体现这种转变的美式吉普逐渐成为 40年代以后美国人文景观的一部分。 1974年,第一辆切诺基诞生 ,成为吉普汽车史上最为成功的系列。但受到石油危机的影响 ,人们开始关注更精巧 ,外观更像轿车的运动多用途车。 1984年新切诺基问世 ,吉普把以前的粗犷越野车变成了一种时尚都市汽车。同时期诞生的路虎揽胜则抓住了高端市场。 80年代开始,MPV诞生 ,1983年 11月克莱斯勒第一款也是全球第一款厢式旅行车 -大捷龙问世 ,与以往面包车不同 ,这种车在为乘客提供更大空间的同时 ,还具有轿车般的安静舒适。 MPV旋
10、风至此从北美延伸至全球。雷则是欧洲第一款 MPV。90年代 ,雪弗兰卢米娜和丰田大霸王也加入阵营。(6)1990-present分裂的时代 百家争鸣 ,百花齐放 ,现代经济发展迅速 ,人们更加追求个性 ,更加挑剔 ,思想更加多元化 ,这也导致多种风格同时涌现。其中之一经典主义。其中又包含多种层次。一层是设计师本身对于过去经典的缅怀与尊敬 ,另一层是设计师力图在原来的经典车型中赋予自己的色彩 ,还有试图使用经典车型为公司开辟一条新的道路。各自代表分别为大众新甲壳虫 ,mini,和克莱斯勒 PT漫步者。图1-3 现代跑车进入 21世纪后,从现在的汽车设计趋势来看,最后边锋主义还是战胜了流线主义,不
11、管是在内饰还是外部线条都追求极其硬朗的线条。这种线条可以让汽车看起来强劲有力,很安全,但缺点是它迫使汽车变得更长更宽更高。这可以从小车越做越大的状况上体现。但是这对于中大型车和跑车就非常合适,比较经典的如克莱斯勒 300C,兰博基尼 GALLARDO等。未来前景的展望为了占领未来汽车市场如今已有许多公司把各种先进技术和装备如微型电子计算机、无线电通讯、卫星导航等等新技术、新设备和新方法、新材料广泛应用于汽车工业中汽车正在走向自动化和电子化。有了卫星导航系统汽车可接收交通卫星的通信资料确定汽车所在位置从而自动提供最优行车路线并且显示出交通图汽车的雷达系统可以把障碍物的距离和大小告诉给驾驶员这样停
12、车就更容易而语言感知系统可以用图、表和声音告诉驾驶人员汽车的各个部位情况此外还可按音行事执行驾驶有关指令等等。1.2中国汽车发展及现状（1）50年代中国轿车呱呱坠地1953年第一汽车制造厂破土动工，这是中国有史以来第一次建设自己的汽车厂1956年我国生产的第一辆汽车下线，毛主席又亲自为其命名解放5月，第一汽车制造厂试制成功东风牌轿车，送往北京向党的八大”献礼，这是中国自制的第一部轿车，6月，北京第一汽车厂附件厂试制成功井冈山牌轿车，同时工厂更名为北京汽车制造厂8月一汽又设计试制成功第一辆红旗牌高级轿车，9月上海汽车配件厂（上海汽车装修厂，后更名为上海汽车厂）试制成功第一辆凤凰牌轿车。在大跃进的
13、年代，这几辆稚嫩的国产轿车确实让全国人民欢欣鼓舞了一阵子。由于技术的不成熟，第一批轿车并没有真正成为国家领导人的座乘，热情高涨的汽车工人们很快就又投入到产品的改进中。在造出东风车后的4个月，一汽就造出了造型精美、具有民族特色、实用性能较好的高级轿车红旗，这是中国第一部定型轿车，而且这一响亮的轿车品牌曾让一代中国人为之倾倒。1959年第一批红旗72型轿车参加了国庆游行和阅兵，并成为中央部委领导的公务用车。同年，仿制德国1956年出产的奔驰220s的新型凤凰轿车试制成功，并成为中国的又一种定型轿车。由此，揭开了中国轿车工业生产的历史。（2）6070年代光荣与遗憾图1-4 第一辆CA72红旗牌高级轿
14、车1964年，红旗轿车正式被国家制定为礼宾用车。当时中央领导人的专车主要是苏联吉斯100和115型轿车。随着中苏关系的恶化，我国迫切需要替代吉斯的高级轿车，周总理要求一汽尽快生产出三排座的红旗。1965年9月19日，一辆崭新的红旗770型三排座样车开进北京，该车长57米，内饰精美考究，乘坐十分舒适，造型也为全世界所称道，一亮相就受到国家领导人的高度赞赏1965年9月19日，一辆崭新的红旗770型三排座样车开进北京，该车长57米，内饰精美考究，乘坐十分舒适，造型也为全世界所称道，一亮相就受到国家领导人的高度赞赏新中国自力更生制造出的轿车填补了中国工业的空白，让中国自立于世界汽车工业之林，但由于国
15、家不开放，我国的汽车工业与世界隔绝，失去了交流提高的机会，使我国的汽车工业逐渐地被现代化的世界汽车工业抛在后面。另外，当时我国的汽车工业是以载货车为主导的，对轿车缺乏应用的重视，这使得我国的轿车工业技术水平长期处于极为幼稚的状态。（3）8090年代轿车梦渐圆改革开放后，我国经济迅速发展，对轿车的需求越来越强，我国落后的轿车工业根本无法满足这种需求。一时间，外国轿车洪水般涌入我国。1984年至1987年，我国进口轿车64万辆，耗资266亿元。为了迅速提高中国轿车生产能力和技术水平，我国汽车工业开始走上与国外汽车企业合作、引进消化外国先进技术的发展道路。80年代中期建立了上海桑塔纳、广州标致两个合资企业引进了夏利、奥迪等车型中外合作以及技术引进都进一步深入，两个新建的合资企业一汽大众和神龙富康1998年以来以中外合作和技术引进为基础的我国轿车工业又迈上了一个新台阶，广州本田、上海通用和一汽大众分别引进了最新的高档车型雅阁、别克和奥迪a6（4）90现在2001年鼓励轿车进入家庭被写进了中国的第十个五年计划中，按照和世界贸易组织各缔约国谈判的结果，中国承诺在六年的过渡期中汽车的进口关税要逐年下调。到第六年的时候汽车进口税要降到20%，零部件降到 15%。在中国加入世贸组织的同时，包括奇瑞吉利在内的一些自主品牌汽车也获得了国家的生产许可。吉利
