汽车造型与空气动力学技术

《汽车造型与空气动力学技术》以结构设计的历史为背景，讲述流体力学、空气动力学、空气动力学的应用技术，进而尝试进行考虑到结构设计的空气动力学技术领域的体系化阐述。其研究与实验方法贴近工程实际，非常值得国内技术人员阅读借鉴。

目录
序
前言
编辑的话
1汽车空气动力学1
11汽车空气动力学1
111汽车空气动力学的开始1
112高速公路的建设1
113汽车风洞的建设1
114空气动力学的研究内容1
115主要的流场2
12空气动力学的特性：汽车外形和
车辆运动的关系2
121空气动力学特性和汽车外形2
122空气动力学的六分力3
123空气阻力值的变迁3
124空气动力学改善技术4
125在自然风、侧风下的行驶和
空气动力学特性5
13空气动力学实验法：风洞实验和
自然风下的实验6
131风洞实验6
132自然风下的实验7
14计算流体力学7
141计算流体力学的概念7
142计算流体力学的方法8
15汽车的空气动力学关联技术8
151发动机室内的气流8
152空气动力学噪声8
153空调、泥土上卷：其他的
空气动力学技术9
参考文献9
2空气动力学设计的开发11
21汽车设计中空气动力学的影响11
22从造型来观察汽车空气动力学
研究历史11
221汽车和空气动力学特性的关系12
222从空气动力学看到的造型
分类和特征13
23近年来日本的空气动力学
研究和低CD车20
231空气动力学实验车/推进车20
232在市面上销售的跑车22
233轿车23
234货车24
235客车25
24空气动力学研究和设计过程25
241为了降低CD值的设计26
242为了降低CD值的设计过程26
参考文献27
3空气动力学特性和尾流结构29
31车身形状和空气动力学特性29
311车身各部位的变化和空气
动力学特性29
312一般的车身周围的气流33
32车身形状的最优化技术35
321细微部位形状最优化35
322车身基本形状的最优化36
323车身各部分对空气动力学特性的
相互影响40
33尾流结构及控制43
331厢式车身的后部形状变化和尾流43
332掀背式车身阻力增大的尾流45
333Ahmed模型的尾流的比较49
334根据控制尾流操控空气动力学
特性的可能性50
34行驶稳定性和空气动力学特性51
341概述51
342横风稳定性52
343高速直行稳定性59
后记61
参考文献61
35车身基本形状的变化和空气
阻力的关系62
351厢式车身的空气阻力特性62
352掀背式车身的空气阻力特性64
参考文献69
4气流的分析方法70
41风洞实验70
411风洞装置70
412测试装置73
413气流的可视化78
参考文献80
42空气动力学模拟81
421模拟的目的81
422空气动力计算的方法82
423计算网格生成方法84
424气流的可视化方法85
425分析案例86
426车辆开发的有效方法89
427今后的发展动向89
参考文献90
5空气动力学应用技术91
51概述91
52发动机舱通风性能91
521概 述91
522冷却通风系统和各因素的影响92
523通风性能和空气阻力96
524通风性能、冷却性能的预测98
53防止污物黏附99
531概述99
532污物黏附的结构和防止方法99
533根据CFD预测污物黏附103
54刮水器刮水性能的提高104
541概述104
542刮水器上浮的构造104
543刮水器上浮的预防105
55敞篷车的空气动力学问题106
551概述 106
552车顶闭合时的问题106
553车顶敞开时的问题107
参考文献109
6空气动力学噪声110
61空气动力学噪声概述110
611概述110
612空气动力学噪声的理论公式110
613空气动力学噪声的定量评价法112
62汽车中的空气动力学噪声的特征113
621风噪声的定义114
622空气动力学噪声的特性114
参考文献125
63汽车中的空气动力学噪声降低技术125
631狭带域声的特征125
632各部位狭带域声的改善方法127
633宽域声的特征130
634宽域声的改善方法131
635变动感的改善136
参考文献137
64根据数值计算的预测技术137
641噪声的计算方法137
642气流的特征和噪声预测138
643今后的展望144
参考文献145

车辆的空气动力学性能与汽车高速时的油耗、最高车速和加速性能的提高、操纵稳定性等方面的性能有极大的关联。汽车产业历史悠久的欧洲各国，历来重视车辆高速时的空气动力学性能，并展开了广泛的研究。最近，政府部门要求对汽车行业现状进行探讨，研究空气动力学，以降低能耗。再者，随着日本汽车的高速发展，空气动力学的研究热情空前高涨，在技术方面也取得了十足的进步。由于空气动力学性能是汽车的一项十分重要的基本性能，汽车行业在空气动力学的研究方面付出了巨大的努力。但是，汽车并不能单单追求空气动力学性能，必须重视舒适性、内部空间，以及能够引领时尚的结构设计。因此，对于汽车的研究，要同时考虑结构设计和空气动力学两方面的问题，而不能只考虑其一。虽然汽车空气动力学的研究工作十分艰难，但空气动力学和结构设计之间相辅相成的过程，就是乘用车的发展史，也造就了产业的繁荣。换言之，与引领时代的结构设计相对应，空气动力学也随着时代的改变而不断进步。本书的目的就是阐明目前的空气动力学技术。然而，对于各种各样的结构设计 （造型），以目前空气动力学的技术水平，难以对每一个进行详细论述，也难以形成体系性的结论。所以，本书以结构设计的历史为背景，讲述流体力学与车身结合的技术、空气动力学、空气动力学的应用技术，进而尝试进行考虑到结构设计的空气动力学技术领域的体系化阐述。第 １章主要论述空气动力学、车辆的各项空气动力学性能指标，并论述包含车身周围流场概论在内的全部车辆空气动力学性能。第 ２章论述汽车设计变迁史中空气动力学的发展历程，以史为鉴，论述今后的发展方向，讲解为满足空气动力学而牺牲或妥协的结构设计；以两分法的方法，讲述结构设计人员考虑的问题和角度。第 ３章主要讲述车身形状与空气动力学特性的关系，以及车身周围流场的特征等方面，进而从具体事例讲述流场的控制技术以及和操纵稳定性相关的空气动力学因素。第 ４章主要讲述风洞实验和 ＣＡＥ分析技术对空气动力学的支持作用。最近 ＣＡＥ计算取得了显著进步，至此，不可见的复杂流场变得可视化。对未知领域进行计算分析的必要性，促进了实验、ＣＡＥ计算技术的飞速发展。第 ５章主要讲述空气动力学各方面对车身周围流场的影响 （空调制冷、高速时刮水器的刮擦性能、车身除尘等）、空气动力学的应用技术现状。其中风噪是最近热门的讨论课题，从风噪的产生机理、目前的 ＣＡＥ分析技术以及风噪的应对方法，结合流场进行考虑，列举了最新的应对策略。第 ６章是本书的总结。这十年内，日本不单单在空气动力学技术和优化改善车辆空气动力学性能方面取得了进步，在车身周围流场的整体控制技术方面也取得了很大的进步。为了以后空气动力学再次取得飞跃式的进步，在此整理总结了以前取得的技术，汇总成此书。但是，空气动力学学科是一个大的学科，在论述中难免疏漏，请各位批评指正。也希望能够对从事空气动力学研究、开发的各位有些许帮助。最后，作为本书的编辑和主笔，给汽车技术协会的出版部门和出版社增添了不少麻烦，在此表示衷心的敬意和感谢！