胡克汽車空氣動力學手冊

前言
符號表
第1章緒論1
1 .1汽車空氣動力學的任務1
1 .1 .1目標參數(shù)1
1 .1 .2汽車空氣動力學表述方法2
1 .1 .3相鄰專業(yè)領域5
1 .2汽車空氣動力學的發(fā)展6
1 .2 .1傳承與發(fā)展6
1 .2 .2超前于時代6
1 .2 .3控制參數(shù)CD9
1 .2 .4為乘用車尋找外形9
1 .2 .5“借鑒的”外形10
1 .2 .6流線型12
1 .2 .7開創(chuàng)性的參數(shù)研究19
1 .3從馬車到汽車20
1 .3 .1沖壓成形20
1 .3 .2浮橋（平底船）式車身21
1 .3 .3單廂車身24
1 .4車尾類型27
1 .4 .1Kamm型27
1 .4 .2快背型29
1 .4 .3階背型30
1 .4 .4直背型31
1 .5方向穩(wěn)定性31
1 .6商用車33
1 .7摩托車和頭盔37
1 .8內流38
1 .8 .1發(fā)動機艙38
1 .8 .2乘員艙39
1 .9開發(fā)策略39
1 .9 .1細部優(yōu)化39
1 .9 .2形體優(yōu)化42
1 .9 .3極限值45
1 .10造型與空氣動力學48
1 .11開發(fā)工具50
1 .11 .1風洞50
1 .11 .2評價方法51
1 .11 .3傳統(tǒng)方法54
1 .11 .4整體性方法56
第2章空氣動力學物理基礎59
2 .1流體力學基本方程59
2 .1 .1守恒定律59
2 .1 .2流場的運動學和動力學59
2 .1 .3連續(xù)性方程62
2 .1 .4歐拉方程63
2 .1 .5伯努利方程64
2 .1 .6勢論方程64
2 .1 .7納維-斯托克斯方程65
2 .1 .8守恒定理的積分形式67
2 .2無摩擦流體動力學70
2 .2 .1關于流線圖的解釋70
2 .2 .2平面流動模型71
2 .2 .3渦流77
2 .3有摩擦流體動力學81
2 .3 .1雷諾數(shù)81
2 .3 .2普朗特邊界層概念82
2 .3 .3邊界層的分離84
2 .3 .4邊界層湍流86
2 .3 .5簡單物體的阻力89
2 .3 .6多體系統(tǒng)95
2 .3 .7過流的管系97
2 .4附錄105
2 .4 .1空氣的密度和黏度105
2 .4 .2壓縮性的影響106
第3章能耗和行駛性能108
3 .1空氣阻力所占的比重108
3 .2行駛阻力的理論110
3 .2 .1滾動阻力110
3 .2 .2空氣阻力111
3 .2 .3斜坡力112
3 .2 .4加速力113
3 .2 .5行駛總阻力113
3 .2 .6舉例113
3 .3行駛性能114
3 .3 .1加速性能和加速彈性114
3 .3 .2爬坡性能114
3 .3 .3最高車速115
3 .4能耗117
3 .4 .1油耗的計算方法118
3 .4 .2耗油量的測量以及它與二氧化碳排放量和能耗的轉換關系120
3 .5車輛的測試循環(huán)122
3 .5 .1車輛測試循環(huán)的歷史122
3 .5 .2新歐洲行駛循環(huán)（NEFZ）122
3 .5 .3適用于混合動力車的NEFZ 123
3 .5 .4美國的測試循環(huán)124
3 .5 .5亞洲的測試循環(huán)125
3 .5 .6WLTP世界輕型車輛測試規(guī)程125
3 .5 .7實際循環(huán)125
3 .6降低能耗的途徑127
3 .6 .1能流圖127
3 .6 .2發(fā)動機的效率和特性圖128
3 .6 .3輔機129
3 .6 .4傳動系統(tǒng)130
3 .6 .5車的重量131
3 .6 .6滾動阻力131
3 .6 .7空氣阻力132
3 .7降低空氣阻力的方法133
3 .7 .1繼續(xù)降低阻力的可能性133
3 .7 .2重量當量133
3 .7 .3按回報率考慮的方法134
3 .8關于油耗的法規(guī)和證書135
3 .8 .1歐盟的法規(guī)135
3 .8 .2歐盟的二氧化碳標注136
3 .8 .3美國的法規(guī)137
3 .8 .4美國的二氧化碳標注137
3 .8 .5亞洲的法規(guī)139
第4章空氣作用力對乘用車的影響140
4 .1空氣作用力及其系數(shù)142
4 .2乘用車的流場現(xiàn)象146
4 .2 .1死水現(xiàn)象146
4 .2 .2縱向渦流152
4 .2 .3穿流152
4 .2 .4環(huán)境影響153
4 .2 .5雷諾數(shù)的影響155
4 .3空氣阻力組成分析156
4 .3 .1壓差阻力和摩擦阻力156
4 .3 .2微元阻力158
4 .3 .3零部件的空氣動力學影響分析159
4 .4空氣作用力和空氣作用力矩的其他組成部分174
4 .4 .1升力和俯仰力矩174
4 .4 .2橫向力和橫擺力矩175
4 .4 .3滾轉力矩177
4 .5空氣作用力的影響178
4 .5 .1基本形狀的影響179
4 .5 .2冷卻空氣的影響233
4 .5 .3附件243
4 .5 .4干涉267
4 .6空氣動力學方面的開發(fā)過程281
4 .6 .1目標定義281
4 .6 .2項目的里程碑以及工具282
4 .6 .3示例286
4 .7系列生產(chǎn)的車輛的阻力和升力288
4 .7 .1依據(jù)車輛等級競爭的概述288
4 .7 .2阻力面積CD×Ax289
4 .7 .3根據(jù)EADE進行環(huán)比291
4 .7 .4車輛設計方案的影響292
4 .7 .5設備和動力化的影響294
4 .7 .6能在天花板上行駛嗎？296
4 .8未來的發(fā)展297
4 .9供參考的車體幾何形狀299
4 .9 .1SAE參考車體299
4 .9 .2Ahmed車體300
4 .9 .3DrivAer車體301
第5章空氣動力學和行駛穩(wěn)定性305
5 .1非穩(wěn)態(tài)氣動力和氣動力矩305
5 .1 .1超車過程305
5 .1 .2側風307
5 .2車輛動力學效應329
5 .2 .1單軌模型329
5 .2 .2升力特性332
5 .2 .3降低前后軸載荷的空氣動力學設計339
5 .2 .4側風穩(wěn)定性340
第6章功能、安全和舒適348
6 .1部件負荷348
6 .1 .1部件負荷及其檢測348
6 .1 .2車門、車蓋和外后視鏡350
6 .1 .3刮水器352
6 .2敞篷行駛的舒適度357
6 .2 .1目標357
6 .2 .2車篷敞開時的氣流358
6 .2 .3敞篷車風噪的產(chǎn)生358
6 .2 .4熱舒適度358
6 .2 .5結構解決方案——敞篷車363
6 .2 .6結構解決方案——滑動天窗365
6 .3免臟367
6 .3 .1免臟基礎367
6 .3 .2外來污垢370
6 .3 .3自身臟污378
第7章冷卻和過流382
7 .1對冷卻的要求382
7 .1 .1代表性的運行狀態(tài)382
7 .1 .2部件和系統(tǒng)383
7 .1 .3進一步的要求384
7 .2冷卻系統(tǒng)385
7 .2 .1發(fā)動機冷卻