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空气动力学部件作用机理

2019-05-27 23:36:39·  来源:AutoAero  作者:梁继续  
 
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上次我们知道空气动力学基础力有阻力和升力,也知道了扰流板和尾翼的工作原理,接下来我们一起认识一下其它的空气套件。我们知道空气阻力是阻碍车子前进的力,升
上次我们知道空气动力学基础力有阻力和升力,也知道了扰流板和尾翼的工作原理,接下来我们一起认识一下其它的空气套件。我们知道空气阻力是阻碍车子前进的力,升力则是空气垂直方向上的压差力。



接下来,我们一起谈谈一下升力和下压力。

首先,气坝它有这么几个作用。它将更多空气引导到车顶,降低车底的升力,同时让空气流过散热器达到冷却作用。跑车和赛车上的气坝设计,能让空气为进气中冷器和油冷器降温,甚至连接气管为刹车降温。气坝也削减了整体阻力,即便是四四方方的车型,没有它,空气就会被引擎盖下繁杂的机件牵绊住。




在赛车的气坝拐弯处,往往还有前翼。前翼通常是扁平的楔形,并且往后倾斜向上翘。


它能引导气坝周围的空气向上移动,并创造一个十分微小的下压力。前翼也可以偏转前轮周围的空气,因为它们会形成阻力;它们还可以用来将更多的空气引导到后面的尾翼。



在车底下有油管、排气管等东西盘根错节,空气流动混乱。在车底加装一个平整的护板包裹起来,可以大大减少空气湍流,并让空气更快的通过车底,这会降低空气压力,并能提高下压力。



类似增大下压力的方法还可以通过加装扩散器,扩散器形状类似水闸,前窄后宽,越往后空间越大。一些赛车也有前扩散器,这利用了文丘里效应:流体经过窄的通道时,流速会加快。根据伯努利定律:流速快的流体,压力更低,这意味着会产生更多下压力。


汽车四周是高压空气,车底压力小,高压空气会试图进入车底,这时,侧裙就起作用了,理想的侧裙应当尽量靠近地面。



我们知道空气穿过车子会有摩擦,因为有阻力,一些空气分子会停留在车身表面,形成边界层。与此同时,高速流动的空气会沿着车顶的弯曲形状流到后窗,附在表面流动。


 

现实中,空气不会沿着车顶曲线平滑流动到达尾翼产生下压力,气流会在车顶末端脱离,扩散到大气中,失去利用价值,这就是为啥后窗的雨滴,在跑高速时也吹不掉。然而,如果在气流开始脱离车顶的地方,装上涡流发生器,那么它将在尾端产生涡流,这有助于让高速流动的空气降回到边界层,附在表面流动的时间延长,产生下压力。


如有意相关技术合作,请联系张英朝教授,发邮件至:yingchao@jlu.edu.cn!