胡克汽车空气动力学手册

前言
符号表
第1章绪论1
1 .1汽车空气动力学的任务1
1 .1 .1目标参数1
1 .1 .2汽车空气动力学表述方法2
1 .1 .3相邻专业领域5
1 .2汽车空气动力学的发展6
1 .2 .1传承与发展6
1 .2 .2超前于时代6
1 .2 .3控制参数CD9
1 .2 .4为乘用车寻找外形9
1 .2 .5“借鉴的”外形10
1 .2 .6流线型12
1 .2 .7开创性的参数研究19
1 .3从马车到汽车20
1 .3 .1冲压成形20
1 .3 .2浮桥（平底船）式车身21
1 .3 .3单厢车身24
1 .4车尾类型27
1 .4 .1Kamm型27
1 .4 .2快背型29
1 .4 .3阶背型30
1 .4 .4直背型31
1 .5方向稳定性31
1 .6商用车33
1 .7摩托车和头盔37
1 .8内流38
1 .8 .1发动机舱38
1 .8 .2乘员舱39
1 .9开发策略39
1 .9 .1细部优化39
1 .9 .2形体优化42
1 .9 .3极限值45
1 .10造型与空气动力学48
1 .11开发工具50
1 .11 .1风洞50
1 .11 .2评价方法51
1 .11 .3传统方法54
1 .11 .4整体性方法56
第2章空气动力学物理基础59
2 .1流体力学基本方程59
2 .1 .1守恒定律59
2 .1 .2流场的运动学和动力学59
2 .1 .3连续性方程62
2 .1 .4欧拉方程63
2 .1 .5伯努利方程64
2 .1 .6势论方程64
2 .1 .7纳维-斯托克斯方程65
2 .1 .8守恒定理的积分形式67
2 .2无摩擦流体动力学70
2 .2 .1关于流线图的解释70
2 .2 .2平面流动模型71
2 .2 .3涡流77
2 .3有摩擦流体动力学81
2 .3 .1雷诺数81
2 .3 .2普朗特边界层概念82
2 .3 .3边界层的分离84
2 .3 .4边界层湍流86
2 .3 .5简单物体的阻力89
2 .3 .6多体系统95
2 .3 .7过流的管系97
2 .4附录105
2 .4 .1空气的密度和黏度105
2 .4 .2压缩性的影响106
第3章能耗和行驶性能108
3 .1空气阻力所占的比重108
3 .2行驶阻力的理论110
3 .2 .1滚动阻力110
3 .2 .2空气阻力111
3 .2 .3斜坡力112
3 .2 .4加速力113
3 .2 .5行驶总阻力113
3 .2 .6举例113
3 .3行驶性能114
3 .3 .1加速性能和加速弹性114
3 .3 .2爬坡性能114
3 .3 .3*高车速115
3 .4能耗117
3 .4 .1油耗的计算方法118
3 .4 .2耗油量的测量以及它与二氧化碳排放量和能耗的转换关系120
3 .5车辆的测试循环122
3 .5 .1车辆测试循环的历史122
3 .5 .2新欧洲行驶循环（NEFZ）122
3 .5 .3适用于混合动力车的NEFZ 123
3 .5 .4美国的测试循环124
3 .5 .5亚洲的测试循环125
3 .5 .6WLTP世界轻型车辆测试规程125
3 .5 .7实际循环125
3 .6降低能耗的途径127
3 .6 .1能流图127
3 .6 .2发动机的效率和特性图128
3 .6 .3辅机129
3 .6 .4传动系统130
3 .6 .5车的重量131
3 .6 .6滚动阻力131
3 .6 .7空气阻力132
3 .7降低空气阻力的方法133
3 .7 .1继续降低阻力的可能性133
3 .7 .2重量当量133
3 .7 .3按回报率考虑的方法134
3 .8关于油耗的法规和证书135
3 .8 .1欧盟的法规135
3 .8 .2欧盟的二氧化碳标注136
3 .8 .3美国的法规137
3 .8 .4美国的二氧化碳标注137
3 .8 .5亚洲的法规139
第4章空气作用力对乘用车的影响140
4 .1空气作用力及其系数142
4 .2乘用车的流场现象146
4 .2 .1死水现象146
4 .2 .2纵向涡流152
4 .2 .3穿流152
4 .2 .4环境影响153
4 .2 .5雷诺数的影响155
4 .3空气阻力组成分析156
4 .3 .1压差阻力和摩擦阻力156
4 .3 .2微元阻力158
4 .3 .3零部件的空气动力学影响分析159
4 .4空气作用力和空气作用力矩的其他组成部分174
4 .4 .1升力和俯仰力矩174
4 .4 .2横向力和横摆力矩175
4 .4 .3滚转力矩177
4 .5空气作用力的影响178
4 .5 .1基本形状的影响179
4 .5 .2冷却空气的影响233
4 .5 .3附件243
4 .5 .4干涉267
4 .6空气动力学方面的开发过程281
4 .6 .1目标定义281
4 .6 .2项目的里程碑以及工具282
4 .6 .3示例286
4 .7系列生产的车辆的阻力和升力288
4 .7 .1依据车辆等级竞争的概述288
4 .7 .2阻力面积CD×Ax289
4 .7 .3根据EADE进行环比291
4 .7 .4车辆设计方案的影响292
4 .7 .5设备和动力化的影响294
4 .7 .6能在天花板上行驶吗？296
4 .8未来的发展297
4 .9供参考的车体几何形状299
4 .9 .1SAE参考车体299
4 .9 .2Ahmed车体300
4 .9 .3DrivAer车体301
第5章空气动力学和行驶稳定性305
5 .1非稳态气动力和气动力矩305
5 .1 .1超车过程305
5 .1 .2侧风307
5 .2车辆动力学效应329
5 .2 .1单轨模型329
5 .2 .2升力特性332
5 .2 .3降低前后轴载荷的空气动力学设计339
5 .2 .4侧风稳定性340
第6章功能、安全和舒适348
6 .1部件负荷348
6 .1 .1部件负荷及其检测348
6 .1 .2车门、车盖和外后视镜350
6 .1 .3刮水器352
6 .2敞篷行驶的舒适度357
6 .2 .1目标357
6 .2 .2车篷敞开时的气流358
6 .2 .3敞篷车风噪的产生358
6 .2 .4热舒适度358
6 .2 .5结构解决方案——敞篷车363
6 .2 .6结构解决方案——滑动天窗365
6 .3免脏367
6 .3 .1免脏基础367
6 .3 .2外来污垢370
6 .3 .3自身脏污378
第7章冷却和过流382
7 .1对冷却的要求382
7 .1 .1代表性的运行状态382
7 .1 .2部件和系统383
7 .1 .3进一步的要求384
7 .2冷却系统385
7 .2 .1发动机冷却