汽车空气动力学
1998-09
机械工业出版社
傅立敏
无
作者简介
傅立敏 1942年12月3日生，籍
贯吉林省吉林市，1966年毕业于
吉林工业大学汽车系，毕业后长
期工作于长春汽车研究所。自
1995年任吉林工业大学教授、机
械工业部部级科技专家，并连续
四届任中国风工程学会工业气动
力委员会委员。
作者长期从事汽车车身结
构、造型设计及汽车空气动力学
研究，曾在中央工艺美术学院及
北京航空学院各进修一年，曾三
度分别以国家公派研修生兼翻
译、访问学者、高级访问学者身
份赴日本研修。
作者作为学术带头人负责的
7项国家（部级）课题全部获奖，
其中有科技进步国家级三等奖、
部级二等奖及一汽集团一、二、
三等奖，一汽集团优秀论文一、
二等奖，曾在国内、外重要学术
刊物及国际、国家级学术会议发
表本专业论文40余篇，现任国家
自然科学基金会、机械工业部、
清华大学及吉林工业大学国家重
点试验室基金课题负责人及吉林
工业大学211工程重大项目技术
负责人。
目 录
前 言
第一章 绪论
第一节 汽车空气动力学的重要性
一 汽车空气动力特性对动力性的影响
二 汽车空气动力特性对经济性的影响
三 汽车空气动力特性对操纵稳定性的
影响
第二节 汽车空气动力学的发展
一 汽车空气动力学发展的历史阶段
二 商用汽车的发展
三 汽车空气动力学的发展趋势
参考文献
第二章 汽车空气动力学概述
第一节 气动力和力矩
一 气动力和力矩
二 车身表面压力分布
第二节 汽车的阻力特性
一 阻力分类
二 压差阻力与表面摩拭阻力
三 诱导阻力
第三节 与汽车相关的流场
一 与汽车相关的流场的分类
二 汽车外部流场
三 汽车的内部流场
第四节 汽车空气动力学的特点
第五节 汽车空气动力学的相关学科
一 建筑空气动力学
二 火车（列车）空气动力学
三 船舶空气动力学
第六节 汽车外形与空气动力特性的关系
一 前端形状对空气动力特性的影响
二 挡风玻璃与发动机罩形状对空气动力
特性的影响
三 顶盖外形对空气动力特性的影响
四 车身侧面外形对气动力特性的影响
五 后窗周围形状对气动力特性的影响
六 车身底部外形对气动力特性的影响
第七节 汽车外形的细部优化对空气
动力特性的影响
第八节 汽车最佳气动外形的设计途径
一 细节优化
二 从低阻外形开始的优化
参考文献
第三章 汽车空气动力学基础
第一节 不可压流体特性
一 密度
二 粘度
三 热导率
第二节 流体阻力的理论
一 流体阻力的实验现象
二 流体运动的基础方程
三 钝体物体的阻力理论
第三节 汽车的绕流特性
一 外部流问题
二 流场中颗粒运动
三 内部流问题
四 汽车外部绕流与内部绕流的关系
参考文献
第四章 汽车空气动力学设计
第一节 汽车空气动力学设计准则
一 对汽车造型的要求
二 汽车造型设计与空气的流态
第二节 汽车空气动力学设计方法
一 汽车空气动力学设计程序
二 汽车气动阻力的估算
三 气动阻力的估算值转换为实车的值
四 车身表面压力分布的计算
五 汽车空气动力学试验
第三节 最佳气动外形
一 最佳造型
二 汽车造型的发展变化
参考文献
第五章 汽车发动机冷却系的空气动力
特性
第一节 发动机冷却系分析
一 发动机室内的温度分布
二 发动机室外和室内的气流流态
三 发动机室内的压力分布
四 发动机的冷却气流与空气动力特性
的关系
第二节 降低发动机冷却系气动阻力
一 格栅的开口面积
二 冷却阻力
三 散热器的气流分布
四 对冷却系前端开口的设计及冷却
气流流量的确定
五 进气冲击气流
六 冷却气流与冷却性能的关系
七 散热分析
八 冲击气流修正因子
九 冷凝器温度升高值
十 散热计算及前端冷却开口面积的确定
第三节 汽车发动机冷却系的设计原则
一 滞点位置对发动机冷却性能的影响
二 发动机冷却系性能的提高
附录 本章术语缩写和定义
参考文献
第六章 汽车驾驶室的通风与空调
第一节 对驾驶室的环境要求
一 对车室环境舒适性的评价
二 保障车室环境舒适性的措施
第二节 节能空调系统
一 节能空调系统的工作原理
二 用数值计算法进行性能预测
三 节能空调系统的构成和工作概况
四 节能空调系统的控制装置
五 节能空调系统的性能试验
参考文献
第七章 汽车空气动力噪声
第一节 流场中的声源
一 流场中声源的分类
二 流场的状态与气动噪声
三 汽车的气动噪声分布情况
四 外形的突起物对气动噪声的影响
五 流场中的声源与气动噪声的关系
第二节 汽车气动噪声分析
一 汽车气动噪声的定义与分类
二 空腔共鸣与窗开口共鸣声
三 尖叫声
四 风扇噪声
五 管系的噪声
第三节 气动噪声的测定
一 气动噪声的测定仪器和装置
二 声响强度（简称AI）测量系统
三 压力计、热线风速仪以及油流流态
显示试验法
四 实车道路试验
五 实车风洞试验
六 模型风洞试验
第四节 典型的噪声研究数据
一 快背式轿车与阶背式轿车的噪声
分析
二 气动噪声与车身外形的关系
第五节 汽车周围的流场与汽车的气动
噪声
一 汽车的外部流场
二 汽车的内部流场
参考文献
第八章 空气动力学措施对现代商用汽
车燃料经济性及动力性的影响
第一节 商用汽车空气动力特性的改进
一 商用汽车的空气动力特性
二 轻型厢式车
三 空气动力学措施对商用汽车动力性及
经济性改进实例
第二节 用空气动力学附加装置降低国产
载货汽车气动阻力的研究
一 商用汽车上采用空气动力学附加装置
的概况
二 CAI41载货汽车装空气动力学附加装
置的经济效益
第三节 商用汽车气动阻力分析
一 对燃料经济性的评价
二 商用汽车的气动阻力成分
三 降低商用汽车气动阻力的分析
参考文献
第九章 空气动力特性对汽车操纵稳定
性的影响
第一节 汽车的侧风稳定性
一 影响汽车操纵稳定性的气动力
二 气动力和力矩在汽车上的作用点
第二节 实际侧风问题
一 交通路线 防风带
二 自然和人工模拟的侧向阵风
第三节 侧风下汽车的空气动力特性
一 驾驶员反应
二 气动力对侧向侧偏的影响
三 安全限值
四 展望
第四节 空气动力特性参数与汽车高速操纵
稳定性的关系
一 C↓L C↓Lf C↓Lr接地负荷与汽车高速
行驶直进性的关系
二 C↓YM C↓S与侧风特性的关系
三 对以上分析的小结
参考文献
第十章 汽车空气动力学试验
第一节 汽车空气动力学试验技术概述
一 汽车空气动力学试验技术及其作用
二 汽车空气动力学试验的内容
三 汽车空气动力学试验的基本方法
第二节 汽车风洞试验
一 汽车风洞试验的目的
二 汽车风洞试验设备及测量仪器
三 汽车风洞试验模型
四 汽车风洞试验的准则与规范
五 风洞间的试验数据相关分析
第三节 汽车空气动力学流态显示试验
一 汽车空气动力学流态显示试验的
特点
二 汽车空气动力学流态显示试验方法
第四节 用航空风洞进行汽车空气动力学
试验的技术研究
一 对汽车风洞性能的基本要求
二 汽车风洞的特点
三 改建FD－09风洞的技术研究
第五节 汽车空气动力学道路试验
一 用滑行试验法测试汽车的气动阻力
系数
二 侧向风稳定性试验
第六节 实车道路试验与实车风洞试验的
数据对比分析
第七节 非定常气动力的测定试验
第八节 驾驶室通风试验
一 GB1334－77《载货汽车和越野汽车
道路试验方法》
二 驾驶室通风试验及空调试验
参考文献
第十一章 国产汽车空气动力特性研究
第一节 国产小公共汽车空气动力特性
研究
一 试验风洞
二 试验模型
三 试验风速及模型姿态
四 试验结果及分析
五 小结
第二节 国产轿车空气动力特性研究
一 红旗CA774轿车第一期改型方案的
空气动力特性研究
二 红旗CA774轿车第二期改型方案的
空气动力特性研究
三 Audi100轿车空气动力特性分析
四 红旗CA774轿车与Audi100轿车空气
动力特性的对比及其分析
五 Audi100轿车的压力分布试验分析
六 红旗cA774轿车尾流速度测量试验
分析
七 典型外形汽车尾流结构的研究
第三节 国产载货汽车空气动力特性研究
一 解放平头载货汽车选择气动外形试验
研究
二 解放cA10B载货汽车改型试验研究
三 解放CA141载货汽车空气动力特性
研究
四 在改造后的FD－09风洞进行的国产
载货汽车模型风洞试验分析
五 国产载货汽车驾驶室通风 换气实车
道路试验研究
第四节 用侧风发生器进行侧风稳定性
试验
一 试验设备
二 试验方法
三 试验结果及分析
第五节 解放CA1091P、CA1091KP载货
汽车空气动力特性研究
一 试验设备及研究对象
二 试验研究内容及试验分析
参考文献
第十二章 汽车空气动力学数值计算
第一节 空气动力学数值计算的实质
一 空气动力学的研究方法
二 CFD的一般方法
三 计算流体力学的发展过程
四 CFD的理论基础及现状
第二节 CFD在汽车空气动力学中的应用
一 汽车流场数值模拟的难点
二 汽车流场数值模拟的特点
三 流场中作用的力
四 流场不考虑粘性和可压缩性时的
准则
五 空气的两种近似法
第三节 非粘流方法
一 控制方程
二 作为欧拉方程解的无旋流场
三 无旋流
四 涡格法和面元法的基本概念
五 涡格法
六 面元法
七 非粘性无粘流方法
第四节 N－ s方程的简化
第五节 N－ S方程的解法
第六节 结语
参考文献
无