本文將結(jié)合生活實際探索流體力學(xué)在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用，通過適當(dāng)?shù)姆治隽私饬黧w力學(xué)的相關(guān)概念，保證更加清楚的明白汽車流線型車身產(chǎn)生的原理。

一、汽車車身流線型的產(chǎn)生

在分析流體力學(xué)在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用時，可以借助于一個實驗明確其中的原理：首先是準(zhǔn)備出各種各樣的空塑料瓶，然后將它們的頭朝向水中，之后松開手，觀察什么形狀的瓶子彈跳最高，根據(jù)具體的實驗結(jié)果可以判斷，外形阻力較小的瓶子會跳更高。

流線型主要是一種受抵抗較小的形狀，因此可以抑制剝離。分析出現(xiàn)抑制剝離的問題，可以充分的考量縮小流動或者是擴大流動的情況，若是在縮小流動之后，伴隨著向下游的逐步行進，實際的流動會變得逐漸狹窄，當(dāng)不斷的向下游行進，流動通路的斷面積也會越來越小，以至于相應(yīng)的流速逐漸加快，結(jié)合伯努利定律加以判斷，壓強是下降的狀態(tài)。

由于高壓向著低壓的流動屬于一種正常的流動狀態(tài)，在這種情況之下，即便是縮小流動，也會呈現(xiàn)出安定的狀態(tài)。與之相反的是，通過適當(dāng)?shù)臄U大流動，開始向著下游逐漸行進，流動也會逐漸擴展開來，通過不斷的深入下游，流動通路的斷面積也會呈現(xiàn)出增大的趨勢，流速則越來越小，壓強在不斷上升的時候，實現(xiàn)了從低壓向著高壓流動的趨勢，這與自然的流動方向是相反的，屬于一種不安定的流動狀態(tài)。

通常來說，在高壓處向著低壓不斷流動的趨勢屬于一種自然狀態(tài)，為此在適當(dāng)?shù)臄U大流動趨勢的時候，還會受到某些誘發(fā)因素的影響，從而導(dǎo)致逆流情況的發(fā)生。比如，急劇的擴大流動及階梯式的擴大流動，都能讓流動出現(xiàn)急劇擴大的情況，因此在固體的表面產(chǎn)生了具體的逆流問題。在擴大的部分，實際產(chǎn)生的逆流始終在循環(huán)往復(fù)，這屬于流動的剝離。正是這種情況，在流動不斷擴大的地方，由于壓強呈現(xiàn)出上升的趨勢，使得剝離問題出現(xiàn)，在具體設(shè)計的時候應(yīng)該格外注意。

若是出現(xiàn)了剝離問題，相應(yīng)阻力會明顯增加，能量損失也會逐漸增大，為了進一步減小阻力，基本的原則就是避免流動呈現(xiàn)出急劇擴大的趨勢。

二、流體力學(xué)在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用效果

1、有效減小阻力

結(jié)合著汽車的外形演變加以分析，可以明確流體力學(xué)對汽車車身的設(shè)計影響。伴隨著車速的穩(wěn)步提升，汽車的外形除了結(jié)合機械工程學(xué)和人機工程學(xué)等基本學(xué)科之外，還應(yīng)該重視空氣動力學(xué)的相關(guān)問題，以便減小阻力。

適當(dāng)?shù)慕档惋L(fēng)阻并提升下壓力屬于非常有效的手段，減少迎風(fēng)面積可采取流線形狀。流線型一般是能夠減少空氣流對車身產(chǎn)生的渦流，這樣就能達到理想的減小阻力的目的。

2、適當(dāng)增加附著力

結(jié)合著汽車的外形構(gòu)造來說，應(yīng)該在考慮行車穩(wěn)定的前提下，正視下壓力的相關(guān)問題，尤其是在高速場合。利用流線型的設(shè)計可以有效改變空氣對于車體上部及地盤下部的氣流流速，這樣可以適當(dāng)?shù)目刂坪孟鄳?yīng)的下壓力。賽車在高速拐彎或者是進行急加速的時候，應(yīng)該重視輪胎對于地面本身的附著力，這樣才能避免出現(xiàn)打滑的問題。車體的底部中間部分向下突出，主要是讓車和路面的間距變狹窄，車體的前后部分和地面的距離應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑龃?，由此流體在經(jīng)過相對狹窄的部位時，流速會適當(dāng)?shù)募涌?，這個時候的壓力會呈現(xiàn)出下降的趨勢，保證車體被吸向路面，適當(dāng)?shù)脑龃蟾街?，避免出現(xiàn)打滑的問題，保證高速行使的過程中更加安全。

三、流體力學(xué)在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用實踐

1、車頭造型設(shè)計

車頭造型的設(shè)計中涉及到的流體力學(xué)因素眾多，比如車頭的邊角、車頭的形狀及高度等。車頭的邊角主要是指車頭上部的邊角和橫向兩側(cè)的邊角，若是非流線型的車頭設(shè)計，會因為尖銳的邊角使得氣動阻力有所提升，以至于產(chǎn)生負壓區(qū)，整體狀況不適合非流線型的設(shè)計。

發(fā)動機罩和前風(fēng)窗的設(shè)計能夠?qū)Ω街c的位置產(chǎn)生影響，由此會對汽車的氣動特性造成威脅。發(fā)動機罩的縱向曲率在逐漸減小的情況下，氣動阻力會越小，發(fā)動機罩的橫向曲率可以適當(dāng)?shù)臏p小氣動阻力。只要是發(fā)動機罩擁有一定的斜度，可以對氣動阻力產(chǎn)生有利的影響，但是斜度若是處于加大的狀態(tài)，實際的降阻效果不佳。

風(fēng)窗玻璃縱向的曲率越大的時候?qū)胶?，這樣就能及時的避免視覺失真問題的出現(xiàn)。汽車的前端形狀會對汽車整體的空氣動力學(xué)性能產(chǎn)生重要的影響，若是前端凸而且高的時候，往往會產(chǎn)生相對較大的氣動阻力，這樣會給車頭的上部造成較大的負升力區(qū)；擁有著較大傾斜角的車頭一般是能夠起到減小氣動升力等效果。

2、前立柱設(shè)計

前立柱上方的凹槽和細棱角處如果處理不當(dāng)，將會出現(xiàn)較大的氣動阻力，以至于出現(xiàn)較大的噪聲污染。在設(shè)計的時候，需要重視圓滑過渡，保證更好的發(fā)揮出利用價值。轎車的側(cè)壁外鼓能夠增加氣動阻力，但是會降低氣動阻力的相關(guān)系數(shù)。對于階背式轎車來說，客艙的長度和軸距的比值從0.93上升至1.17，這樣會在一定程度上減小氣動升力系數(shù)，但是發(fā)動機罩的具體長度和軸距對比往往不會影響到氣動升力系數(shù)。

3、車身尾部造型設(shè)計

流線型車尾的汽車擁有著最佳的車尾高度，這樣的狀態(tài)之下，氣動阻力系數(shù)會呈現(xiàn)出減小的趨勢，相應(yīng)的高度一般會按照實際的車型和結(jié)構(gòu)加以完善。后車體橫向收縮可以適當(dāng)?shù)臏p小截面面積，在一定程度上后車體的橫向收縮能夠降低氣動阻力系數(shù)，過多的收縮則會引起氣動阻力系數(shù)的升高。

4、擾流器設(shè)計

擾流器對流場會加以干涉，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整汽車表面的壓強分布，能夠更好的減小氣動阻力，同時關(guān)注氣動升力的具體目標(biāo)。前擾流器的適當(dāng)高度和位置等都能減小氣動阻力和氣動升力。

四、結(jié) 語

本文主要探討了流體力學(xué)在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用，明確了流體力學(xué)對汽車外形構(gòu)造發(fā)揮出的重要作用，能夠讓汽車造型的構(gòu)造更加合理，保證合理協(xié)調(diào)空氣及汽車之間的相互作用力，為汽車的行進更為便利創(chuàng)造條件。