众文网1.汽车车身构造与空气动力学论文怎么写
空气动力学简介
空气动力学是流体力学的一个分支，是研究空气或其他气体的运动规律，空气或其他气体与飞行器或其他物体发生相对运动时的相互作用和伴随发生的物理化学变化的学科。它是在流体力学基础上随航空航天技术的发展而形成的一门学科。
空气动力学的研究内容根据空气与物体的相对速度是否小于约100米/秒（即时速360公里/小时，注，也有根据时速400公里为界来划分的）， 可分为低速空气动力学和高速空气动力学，前者主要研究不可压缩流动，后者研究可压缩流动。F1赛车的研究的内容便属于前者。此外，根据是否忽略粘性，还可分为理想空气动力学和粘性空气动力学。
F1空气动力学研究的目的与核心手段
在F1中，空气动力学研究的核心目的是在保证赛车获得足够下压力的情况下拥有最小的空气阻力，以提高赛车的速度和高速行驶的稳定性，所有为空气动力学服务的部件被称为空气动力学套件。
据专家统计，目前F1车队在空气动力学上的花费已占到其整个车队年度预算的15%，是仅次于发动机研发的第二大支出项目。在这一笔巨大花费中，其中相当部分投资于风洞建造和测试。风洞 （Wind Tunnel）是一个大型隧道或管道，在管道的中间，安装有一台巨型电扇，它可产生强劲的力流，经格栅等装置整理减少涡流后送入实验段，吹动放置在其中的实验模型。
现代风洞的主要作用是将赛车模型放在内部的钢铁传送带上模拟赛车在路面上的各种情况。 在风洞试验中，巨大碳纤维风扇极限转速可以达到600转/分，驱动引擎的峰值功率更可达到让人咋舌的4000匹马力。如此强大的动力可以在30秒内将静止的空气加速到300公里/小时，此时托起赛车模型的传送带则模拟赛车在比赛中的各种路况和车身姿态，最大限度保证模拟的真实性和有效性。通过对采集到的数据进行综合分析，可以准确地检测到赛车在路面上受到各种因素干扰时的状况。这种模拟可以将赛车空气动力学部件的精度提高30%。如今，领先的F1车队都不惜巨资（一套现代化的F1风洞造价高达4500万美元以上），建设自己专属的风洞，以便及时和准确地研究赛车的气动效果，改进赛车的气动套件，获得克敌制胜的杀手锏。
F1空气动力学研究最核心的三个方面
在空气动力学实验中，工程师们最关注的主要是三个方面的内容：下压力、阻力和灵敏性（敏感度）。巨大的下压力可以提高赛车的过弯极限，但是在理想状态下，下压力的增加不应当带来赛车阻力的增加，但是不可避免的却会牺牲赛车的部分极速。赛车的空气动力学灵敏性（敏感度）则是指赛车的状态性能对于空气动力学环境改变时自身变化的强弱，例如由不平整的赛道路面带来的赛车翼片以及底盘和路面距离之间的频繁变化时，赛车性能所受到的干预强弱。
F1空气动力学逆流而上
每个赛季，国际汽联都会对空气动力学规则做出修改。2004年，赛车的尾翼被减至两片，2005年，前翼高度抬高5厘米，首次限制扩散器高度；2006年，FIA又要求前轮轴心之后330毫米以内，参考面30毫米以上的区域不得安装任何空气动力学套件。虽然FIA不断为技术发展设置障碍，但是F1赛车速度的提高从来就没有停止过，这正是空气动力学的研究价值。
2.空气动力学
空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。
它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。 空气动力学的发展简史 最早对空气动力学的研究，可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。
17世纪后期，荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力；1726年，牛顿应用力学原理和演绎方法得出：在空气中运动的物体所受的力，正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。
1755年，数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程，即欧拉方程。这些微分形式的动力学方程在特定条件下可以积分，得出很有实用价值的结果。
19世纪上半叶，法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程，后称为纳维-斯托克斯方程。 到19世纪末，经典流体力学的基础已经形成。
20世纪以来，随着航空事业的迅速发展，空气动力学便从流体力学中发展出来并形成力学的一个新的分支。 航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度。
这就要从理论和实践上研究飞行器与空气相对运动时作用力的产生及其规律。1894年，英国的兰彻斯特首先提出无限翼展机翼或翼型产生举力的环量理论，和有限翼展机翼产生举力的涡旋理论等。
但兰彻斯特的想法在当时并未得到广泛重视。 约在1901~1910年间，库塔和儒科夫斯基分别独立地提出了翼型的环量和举力理论，并给出举力理论的数学形式，建立了二维机翼理论。
1904年，德国的普朗特发表了著名的低速流动的边界层理论。该理论指出在不同的流动区域中控制方程可有不同的简化形式。
边界层理论极大地推进了空气动力学的发展。普朗特还把有限翼展的三维机翼理论系统化，给出它的数学结果，从而创立了有限翼展机翼的举力线理论。
但它不能适用于失速、后掠和小展弦比的情况。1946年美国的琼期提出了小展弦比机翼理论，利用这一理论和边界层理论，可以足够精确地求出机冀上的压力分布和表面摩擦阻力。
近代航空和喷气技术的迅速发展使飞行速度迅猛提高。在高速运动的情况下，必须把流体力学和热力学这两门学科结合起来，才能正确认识和解决高速空气动力学中的问题。
1887~1896年间，奥地利科学家马赫在研究弹丸运动扰动的传播时指出：在小于或大于声速的不同流动中，弹丸引起的扰动传播特征是根本不同的。 在高速流动中，流动速度与当地声速之比是一个重要的无量纲参数。
1929年，德国空气动力学家阿克莱特首先把这个无量纲参数与马赫的名字联系起来，十年后，马赫数这个特征参数在气体动力学中广泛引用。 小扰动在超声速流中传播会叠加起来形成有限量的突跃——激波。
在许多实际超声速流动中也存在着激波。气流通过激波流场，参量发生突跃，熵增加而总能量保持不变。
英国科学家兰金在1870年、法国科学家许贡纽在1887年分别独立地建立了气流通过激波所应满足的关系式，为超声速流场的数学处理提供了正确的边界条件。对于薄冀小扰动问题，阿克莱特在1925年提出了二维线化机冀理论，以后又相应地出现了三维机翼的线化理论。
这些超声速流的线化理论圆满地解决了流动中小扰动的影响问题。 在飞行速度或流动速度接近声速时，飞行器的气动性能发生急剧变化，阻力突增，升力骤降。
飞行器的操纵性和稳定性极度恶化，这就是航空史上著名的声障。大推力发动机的出现冲过了声障，但并没有很好地解决复杂的跨声速流动问题。
直至20世纪60年代以后，由于跨声速巡航飞行、机动飞行，以及发展高效率喷气发动机的要求，跨声速流动的研究更加受到重视，并有很大的发展。 远程导弹和人造卫星的研制推动了高超声速空气动力学的发展。
在50年代到60年代初，确立了高超声速无粘流理论和气动力的工程计算方法。60年代初，高超声速流动数值计算也有了迅速的发展。
通过研究这些现象和规律，发展了高温气体动力学、高速边界层理论和非平衡流动理论等。 由于在高温条件下全引起飞行器表面材料的烧蚀和质量的引射，需要研究高温气体的多相流。
空气动力学的发展出现了与多种学科相结合的特点。 空气动力学发展的另一个重要方面是实验研究，包括风洞等各种实验设备的发展和实验理论、实验方法、测试技术的发展。
世界上第一个风洞是英国的韦纳姆在1871年建成的。到今天适用于各种模拟条件、目的、用途和各种测量方式的风洞已有数十种之多，风洞实验的内容极为广泛。
20世纪70年代以来，激光技术、电子技术和电子计算机的迅速发展，极大地提高了空气动力学的实验水平和计算水平，促进了对高度非线性问题和复杂结构的流动的研究。 除了上述由航空航天事业的发展推进空气动力学的发展之外，60年代以来，由于交通、运输、建筑、气象、环境保护和能源利用等多方面的发展，出现了工业空气动力学等分支学科。
空气动力学的研究内容 通常所说的空气动力学研究内容是飞机。
3.空气动力学到底是怎么样一个概念啊
了解飞机原理的人都知道，飞机能飞上天全都因为其在起飞加速过程中产生的升力，将其送上蓝天，而从飞机诞生之日起一门新的科学也随之诞生了，这就是空气动力学。
与飞机不同的是，F1赛车对于空气动力学应用的追求是完全反向的，为了“防备”赛车在高速行驶中飞起来，需要通过一些空气动力学部件给赛车一定下压力，同时为赛车提 供抓地力，而F1赛车也有了自己的翅膀——前定风翼和后定风翼以及其他空气动力 学部件。 空气动力学在F1赛车上的应用主要体现在两个方面：一是让定风翼产生的下压力为轮胎提供足够的抓地力，另一个则是尽量减少赛车行驶中的空气阻力。
在早年的F1比赛中，赛车与普通汽车看起来差别不大，但自从空气动力学引进后，F1赛车开始出现了显著变化，首先就是定风翼的产生。 定风翼的基本工作原理其实与我们所看到的一架普通飞机的机翼是一样的，最大的区别在于当飞机机翼因为飞机提速而产生足够升力时，赛车定风翼则将机翼的升力工作原理进行倒置。
反向安装的前、后定风翼将会使空气产生下降的力量，一般我们将其称为“下压力”，以保证高速行进中的赛车“抓住”地面不会引起大幅摆动甚至是漂浮乃至侧翻。 一辆F1赛车的定风翼能产生相当于赛车重量3。
5倍的下压力。 上世纪60年代，定风翼开始应用于F1赛车上，导致F1赛车的速度普遍得到提高，但由于各个车队在定风翼的使用上缺乏足够的安全保障，随之而来的是事故的增加，于是1970年F1规则对于定风翼的尺寸和应用作出了限制，这种限制一直持续到现在。
赛车定风翼处于不同角度下产生的下压力是各不相同的，而前后翼的角度和赛道有直接的关系，因为空气的阻力和下压力是成反比例的，如果定风翼角度小，那么赛车的空气阻力就小，最高速度就大，但是赛车缺乏下压力和稳定性；相反，如果定风翼角度大，那么赛车的阻力就大，最高速度受影响，但是赛车在弯道的抓地力就强。 所以，根据赛道的不同，定风翼设置的角度也不同。
一般来说，如果赛道直道长？例如德国霍根海姆和意大利蒙扎 ，那么就调小角度；如果赛道弯道多？例如摩纳哥蒙特卡洛 ，则调大角度。 名词解释：风洞 为了模拟赛车比赛时的空气动力学效果，几乎所有的F1车队都斥巨资修建风洞。
在几乎24小时不停歇运转的风洞中，工程师们所研究的内容本身就是矛盾的，因为减少空气阻力必然影响下压力，他们所能做的只能是寻找一个美妙的平衡点。“空气动力学是赛车的最核心部分，而风洞是研发一辆性能优异赛车的最重要工具。”
索伯车队老板皮特·索伯一语中的，索伯车队2004赛季投入使用的豪华新风洞，造价据称超过5000万美元，而其1年的不停歇运转，使用费用甚至会超出造价。 虽然国际汽联出于减少车队成本考虑一直限制空气动力学的研究，但根本无法遏制车队间的军备竞赛。
空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。
空气动力学的发展简史 最早对空气动力学的研究，可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。17世纪后期，荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力；1726年，牛顿应用力学原理和演绎方法得出：在空气中运动的物体所受的力，正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。
这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。 1755年，数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程，即欧拉方程。
这些微分形式的动力学方程在特定条件下可以积分，得出很有实用价值的结果。19世纪上半叶，法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程，后称为纳维-斯托克斯方程。
到19世纪末，经典流体力学的基础已经形成。20世纪以来，随着航空事业的迅速发展，空气动力学便从流体力学中发展出来并形成力学的一个新的分支。
航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度。 这就要从理论和实践上研究飞行器与空气相对运动时作用力的产生及其规律。
1894年，英国的兰彻斯特首先提出无限翼展机翼或翼型产生举力的环量理论，和有限翼展机翼产生举力的涡旋理论等。但兰彻斯特的想法在当时并未得到广泛重视。
约在1901~1910年间，库塔和儒科夫斯基分别独立地提出了翼型的环量和举力理论，并给出举力理论的数学形式，建立了二维机翼理论。 1904年，德国的普朗特发表了著名的低速流动的边界层理论。
该理论指出在不同的流动区域中控制方程可有不同的简化形式。 边界层理论极大地推进了空气动力学的发展。
普朗特还把有限翼展的三维机翼理论系统化，给出它的数学结果，从而创立了有限翼展机翼的举力线理论。 但它不能适用于失速、后掠和小展弦比的情况。
1946年美国的琼期提出了小展弦比机翼理论，利用这一理论和边界层理论，可以足够精确地求出机冀上的压力分布和表面摩擦阻力。 近代航空和喷气技术的迅速发展使飞行。
4.空气动力学
通常所说的空气动力学研究内容是飞机、导弹等飞行器在各种飞行条件下流场中气体的速度、压力和密度等参量的变化规律，飞行器所受的举力和阻力等及其变化规律，气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。
从这个意义上讲，空气动力学可有两种分类法： ① 根据流体运动的速度范围或飞行器的飞行速度，空气动力学可分为低速空气动力学和高速空气动力学。通常大致以400千米/小时这一速度作为划分的界线。
在低速空气动力学中，气体介质可视为不可压缩的，对应的流动称为不可压缩流动。大于这个速度的流动，须考虑气体的压缩性影响和气体热力学特性的变化。
这种对应于高速空气动力学的流动称为。可压缩流动根据其流动马赫数的不同又可分为四种各具不同特点的流动：马赫数恒小于1的流动称为，恒大于1的流动称为超声速流动，马赫数接近于1的流动称为跨声速流动，通常又把流动马赫数大于5的流动称为高超声速流动。
气体动力学则是专门研究可压缩流体流动的学科。它涉及可压缩流动和高速空气动力学。
②根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性，空气动力学又可分为理想空气动力学（或理想气体动力学）和粘性空气动力学。 除了上述分类以外，空气动力学中还有一些边缘性的分支学科。
当流动问题的特征尺度同气体分子平均自由程接近时，或者说在流动气体的密度低到流体力学中不再适用时，气体介质的不连续性便显露出来，此时就必须用分子运动论观点，研究气体的流动规律和气体与物体的相互作用，这个分支学科便是。研究气体在高温下的物理化学现象以及伴随的能量传递和转换等过程的分支学科，则称为高温气体动力学。
研究内容 空气动力学的一些基本理论和内容分别叙述如下：在低速空气动力学和相应的不可压缩流动中，介质密度变化很小，可视为常数，而基本理论是无粘二维和三维的位势流基本解、翼型理论、举力线理论、和低速边界层理论等。对于亚声速流动，无粘位势流动服从非线性椭圆型偏微分方程，研究这类流动的主要理论和近似方法有小扰动线化方法，普朗特-格劳厄脱法则、卡门-钱学森公式和； 在粘性流动方面有可压缩边界层理论（见）。
对于超声速流动，无粘流动所服从的方程是非线性双曲型偏微分方程。在超声速流动中，基本的研究内容是、膨胀波、激波、、锥型流，等等。
主要的理论处理方法有超声速小扰动理论、和高速边界层理论等。跨声速无粘流动可分外流和内流两大部分，流动变化复杂，流动的控制方程为非线性混合型偏微分方程，从理论上求解困难较大。
对流动规律研究的一个重要方面是寻求方程的数值解。在一定条件下可有跨声速相似律（见）。
在高超声速流动方面，研究流动速度远远大于声速时的流动现象和规律，以及流动中出现的物理化学变化、烧蚀、传热传质和物体所受的作用力。高超声速流动的主要特点是高马赫数和大能量。
这些特点使流动具有一般超声速流动所没有的流体动力特征和物理化学变化。在高超声速流动中和问题变得比较重要。
高超声速流动分无粘流动和高超声速粘性流两大方面。工业空气动力学主要研究在中风同各种结构物和人类活动间的相互作用，研究大气边界层内风的特性、风对建筑物的作用、风引起的质量迁移、风对运输车辆的作用和，以及低层大气的流动特性和各种颗粒物在大气中的扩散规律，特别是扩散的规律，等等。
研究方法 空气动力学的研究，分理论和实验两个方面。理论和实验研究两者彼此密切结合，相辅相成。
理论研究所依据的一般原理是，流动遵循基本物理定律：在运动学方面，遵循质量守恒定律；在动力学方面，遵循牛顿第二定律；在能量转换和传递方面，遵循能量守恒定律；在热力学方面，遵循热力学第一和第二定律；在介质属性方面，遵循相应的气体状态方程和粘性、导热性的变化规律，等等。实验研究则是借助实验设备或装置观察和记录各种流动现象，测量气流同物体的相互作用，发现新的物理特点并从中找出规律性的结果。
由于近代高速电子计算机的迅速发展，数值计算在研究复杂流动和受力计算方面起着重要作用，高速电子计算机在实验研究中的作用也日益增大。因此，理论研究、实验研究、数值计算三方面的紧密结合是近代空气动力学研究的主要特征。
空气动力学研究的过程一般是：通过实验和观察，对流动现象和机理进行分析，提出合理的力学模型，根据上述几个方面的物理定律提出描述流动的基本方程和定解条件（对于太复杂的数学方程，则须根据观察和实验所得到的特性作进一步的补充和简化，以便得到定性或定量的解析结果或数值计算结果）；然后根据实验结果，再进一步检验理论分析或数值结果的正确性和适用范围，并提出进一步深入进行实验或理论研究的问题。如此不断反复、更广泛而深入地揭示空气动力学问题的本质。
5.空气动力学学报发表论文容易吗
不是，是中文核心期刊
收录《空气动力学学报》的国内外重要数据库系统
国外：
1. 荷兰《文摘与引文数据库》（Scopus）
2. 2. 美国国际宇航文摘（IAA）
3. 3. 俄罗斯文摘杂志（AJ）
4. 4. 美国剑桥科学文摘（CSA）
5. 国内：
6. 1. 中国科学技术信息所的《中国科学论文统计与分析》系统
7. 2. 中国科技信息研究所的中国学术期刊数据库（CSPD）（原数字化期刊群）
8. 3. 清华大学的《中国学术期刊（光盘版）》
9. 4. 北京大学的《中文核心期刊要目总览》系统
10. 5. 中国科学院文献情报中心的《中国科学引文数据库》系统
11. 6. 中国科协的《中国学术期刊文摘》（中、英文版）
《空气动力学学报》 是中国空气动力学会主办、中国空气动力研究与发展中心主管的国家一级刊物，是一种基础性和高科技学术期刊，是全国科技期刊三个重要检索系统收录和评选出的重要核心期刊，是中宣部、国家新闻出版局、国家科委、中国科协评出的获奖优秀期刊，在全国科技期刊界特别是航空航天领域有较高的地位、作用和影响。刊物国内外公开发行，内容涉及空气动力学各领域及其相关科学。它刊载空气动力学学科的理论、技术、实验、应用研究中的最新成果最新进展，研究综述，也发表流体力学、风工程等方面的好论文。本刊还不定期地组织空气动力学领域前沿课题如分离流、涡控制、非定常效应等方面的专集，并积极开展学术讨论。
6.汽车空气动力学的研究内容
中国对轿车、大客车和高速列车等开展空气动力学实验，为改进或选择车型提供科学依据。 汽车行进时所受阻力大致可分为机械阻力和空气阻力两部分。随着车速的提高，空气阻力所占比例迅速提高。以美国60年代生产的典型轿车为例，车速为每小时60公里时，空气阻力为行驶总阻力的33%~40%；车速为每小时100公里时，空气阻力为行驶总阻力的50%~60%；车速为每小时150公里时，空气阻力为行驶总阻力的70%~75%。各类汽车的空气阻力系数Cd的范围见表2。
汽车空气阻力可分解为：
①车型阻力，即由车体外形决定的阻力；
②表面摩擦阻力；
③干扰阻力，即由于安装在车体外的零部件，如后视镜、车门把手、车灯、车头装饰件等对气流干扰引起的阻力；
④由拖曳涡引起的涡阻；
⑤内部气流阻力，即气流通过车头内的散热器、发动机等引起的阻力。
现代轿车的空气阻力中，车型阻力和涡阻约占62%，表面摩擦阻力约占9%，干扰阻力约占17%，内部阻力约占12%。缩小车辆的迎风投影面积，改进车身外形，减少安装在车外的零部件，将车身下面的部件合理布置或用托板封闭，均可使空气阻力系数显著下降。空气阻力每减小10%，车辆燃料消耗大约可降低5%。
汽车空气动力学研究主要有下列四个方面：
①汽车运行中所受的空气动力和力矩，包括阻力、举力、俯仰力矩、侧倾力矩和摆动力矩，其中举力和俯仰力矩的研究涉及车辆操纵稳定性；
②汽车运行中各部位的流场，包括雨水流的路径，污垢附着的过程和原理，风噪声和面板颤振，风挡玻璃上的作用力等；
③发动机的冷却问题；
④汽车内的气候条件。 火车的空气动力学研究同汽车的空气动力学研究有许多类似的地方。但由于火车在固定轨道上运行，车身细长，因此也有自己的特点，主要有：
①火车横向稳定性：在大风地区，当火车受到超过某个临界值的横风作用时，会发生翻车事故。一般说来，运货棚车的临界翻车风速值小。而在运货棚车中空棚车最易翻车，载货重量越大越不易翻车。中国某地区典型地段上空棚车的临界翻车风速为32米/秒，相当于风力11级（风级）。
②火车通过隧道时的气动问题：由于隧道容积有限，火车进入隧道时，气流受到约束，使火车所受阻力比在开阔地行驶时增加1.6~3.4倍。这方面问题包括车体强度、通风、散热和两火车会车时气流的相互影响以及隧道截面设计等。
③电气列车受电弓的气动问题：列车高速行驶时受电弓所受空气阻力、负举力和动载荷引起的振动会影响受电弓与输电网之间的接触压力，而使受电性能变化，影响列车正常行驶。这方面的研究包括选择性能良好的受电弓弹簧，确定受电系统的固有频率和设计合理的悬挂结构等。
④火车行驶时边界层问题：火车行驶时边界层的作用范围和强度取决于火车的速度，这方面的研究包括轨道外安全距离的确定和双线铁路线路间距的确定等。
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