空氣動(dòng)力學(xué)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且重要。

汽車行進(jìn)時(shí)所受阻力包括機(jī)械阻力和空氣阻力，車速提高，空氣阻力占比迅速上升。汽車空氣阻力可分解為車型阻力、表面摩擦阻力、干擾阻力、渦阻和內(nèi)部氣流阻力。現(xiàn)代轎車的空氣阻力中，車型阻力和渦阻約占 62%，表面摩擦阻力約占 9%，干擾阻力約占 17%，內(nèi)部阻力約占 12%。

縮小車輛迎風(fēng)投影面積、改進(jìn)車身外形、減少車外零部件、合理布置車下部件等可降低空氣阻力系數(shù)，每減小 10%空氣阻力，車輛燃料消耗可降低約 5%。

汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究主要包括汽車運(yùn)行中的空氣動(dòng)力和力矩，如阻力、舉力、俯仰力矩等；汽車各部位流場(chǎng)，像雨水流路徑、風(fēng)噪聲等；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻問(wèn)題；汽車內(nèi)氣候條件。

汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究方法有車輛所受空氣阻力及系數(shù)可通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)有模型風(fēng)洞試驗(yàn)法、實(shí)車風(fēng)洞試驗(yàn)法、實(shí)車道路試驗(yàn)法。風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)量分定性和定量，定量有天平測(cè)力法、壓強(qiáng)測(cè)量法，流態(tài)顯示試驗(yàn)有絲線法、油膜法、煙流法。

火車的空氣動(dòng)力學(xué)研究與汽車有類似處也有自身特點(diǎn)，如火車橫向穩(wěn)定性，大風(fēng)地區(qū)會(huì)有翻車風(fēng)險(xiǎn)，空棚車更易翻車；火車通過(guò)隧道時(shí)阻力增加，涉及車體強(qiáng)度、通風(fēng)等問(wèn)題；電氣列車受電弓的氣動(dòng)問(wèn)題，影響受電性能；火車行駛時(shí)邊界層問(wèn)題，影響軌道外安全距離和雙線鐵路線路間距。

主流汽車制造商在設(shè)計(jì)中采用多種空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方法，如計(jì)算流體力學(xué)模擬，預(yù)測(cè)評(píng)估空氣流動(dòng)；風(fēng)洞測(cè)試，測(cè)量數(shù)據(jù)評(píng)估設(shè)計(jì)；采用流線型車身設(shè)計(jì)，優(yōu)化車頭等外形和細(xì)節(jié)部件；安裝底部護(hù)板調(diào)整角度，調(diào)整風(fēng)擋下方深度；設(shè)計(jì)洞口和隔槽引導(dǎo)氣流；高端汽車還有主動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)。

數(shù)字化工具在汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究中作用重大，計(jì)算流體力學(xué)模擬分析空氣流動(dòng)參數(shù)；三維建模與仿真創(chuàng)建模型仿真分析；氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試設(shè)備提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供直觀體驗(yàn)；優(yōu)化算法與數(shù)據(jù)分析找到最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。

設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力學(xué)套件如尾翼和擾流板可調(diào)節(jié)車輛垂直力，尾翼改變車輛后部空氣流動(dòng)產(chǎn)生下壓力，高置尾翼增加尾部下壓力，擾流板改變車底氣壓分布增加下壓力，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮車輛平衡和氣動(dòng)效果，遵守法規(guī)，考慮燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）