隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)的迅速增長(zhǎng)、技術(shù)水平的提高及電動(dòng)化、低碳化生活的影響，人們開始更加關(guān)注車輛的動(dòng)力性能、舒適性能、安全性能。汽車運(yùn)行過程中空氣產(chǎn)生的氣流在不同環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生變化，因此，作為汽車造型設(shè)計(jì)、風(fēng)噪性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、高速行駛穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)，汽車空氣動(dòng)力學(xué)愈來愈受到車企重視。

風(fēng)洞是能人工產(chǎn)生和控制氣流，以模擬物體周圍氣體的流動(dòng)，并可量度氣流對(duì)物體的作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀試驗(yàn)設(shè)備，主要由洞體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和測(cè)量控制系統(tǒng)組成。汽車空氣動(dòng)力學(xué)是一門經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，主要包括風(fēng)洞試驗(yàn)和道路試驗(yàn)，其大量重要的結(jié)論都來自對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，汽車風(fēng)洞是進(jìn)行汽車空氣動(dòng)力研究最常用、最有效的工具。

1、汽車風(fēng)洞的作用

在道路試驗(yàn)中，汽車易受各種因素的干擾，要得到準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)較為困難，因而道路試驗(yàn)只是汽車空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究的一個(gè)輔助手段；汽車風(fēng)洞可以模擬汽車在不同速度和風(fēng)向下的空氣流動(dòng)情況，是用于測(cè)試和優(yōu)化汽車設(shè)計(jì)的工具，由于條件可控，且重復(fù)性好，是目前汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究依賴的重要手段。

汽車風(fēng)洞試驗(yàn)

通過在風(fēng)洞中測(cè)試汽車模型，收集汽車空氣動(dòng)力學(xué)性能的重要數(shù)據(jù)，有助于改進(jìn)汽車的氣動(dòng)效率、降低風(fēng)阻、提高燃油效率以及增強(qiáng)穩(wěn)定性。汽車風(fēng)洞試驗(yàn)的目的在于獲取準(zhǔn)確反映汽車行駛狀態(tài)時(shí)的空氣動(dòng)力特性數(shù)據(jù)，主要研究包含汽車空氣動(dòng)力特性、汽車流場(chǎng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)氣流特性、駕駛室氣流特性4個(gè)方面。

汽車風(fēng)洞試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

2、汽車風(fēng)洞的分類

不同類型的風(fēng)洞在汽車設(shè)計(jì)和優(yōu)化的各個(gè)階段發(fā)揮著關(guān)鍵作用，提供了多樣化的測(cè)試環(huán)境，以滿足不同類型車輛和測(cè)試需求的要求。汽車風(fēng)洞根據(jù)其設(shè)計(jì)和用途的不同，按試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽绱笮】梢苑譃?span style="font-weight:600;">全尺寸風(fēng)洞和模型風(fēng)洞2類；按風(fēng)洞功能不同可分為聲學(xué)風(fēng)洞、環(huán)境風(fēng)洞、氣動(dòng)力風(fēng)洞。

汽車風(fēng)洞分類

寶馬模型風(fēng)洞

上汽集團(tuán)環(huán)境風(fēng)洞

中汽研氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞

近年來，新建的汽車風(fēng)洞都是氣動(dòng)﹣聲學(xué)風(fēng)洞或氣動(dòng)﹣環(huán)境風(fēng)洞，氣動(dòng)一聲學(xué)﹣環(huán)境風(fēng)洞這類風(fēng)洞又稱為多用途風(fēng)洞。

3、汽車風(fēng)洞的基本結(jié)構(gòu)形式

汽車風(fēng)洞的基本結(jié)構(gòu)形式包括直流閉式、直流開式、回流閉式、回流開式及回流半開式風(fēng)洞5種。

（1）直流閉式風(fēng)洞

氣流在風(fēng)洞中以單一方向流動(dòng)并在出口被排出，其試驗(yàn)段為封閉式試驗(yàn)段，適用于模擬車輛在直線行駛時(shí)的氣流條件。主要用于評(píng)估車輛的風(fēng)阻、升阻比等在直行狀態(tài)下的氣動(dòng)性能。

（2）直流開式風(fēng)洞

氣流在進(jìn)入風(fēng)洞后在開放的環(huán)境中流動(dòng)，其試驗(yàn)段為半開式的空間，在一定程度上可保持氣流的穩(wěn)定性，使得氣流在風(fēng)洞道路上的行駛過程更接近實(shí)際道路條件。用于模擬車輛在開放環(huán)境中行駛時(shí)的氣流情況，更適用于大型車輛或需要考慮側(cè)風(fēng)等外部因素的測(cè)試。

直流式風(fēng)洞模型

（3）回流閉式風(fēng)洞

空氣基本上是在閉合的回路中運(yùn)行，氣流被回收再次循環(huán)使用，形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，有助于保持氣流的穩(wěn)定性。適用于需要長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)的風(fēng)洞測(cè)試，可在相對(duì)穩(wěn)定的氣流條件下進(jìn)行研究。

（4）回流開式風(fēng)洞

將氣流回收循環(huán)使用，能夠比較好的模擬試驗(yàn)汽車周圍的流場(chǎng)。

（5）回流半開式風(fēng)洞

氣流在部分風(fēng)洞道路上回流，同時(shí)在風(fēng)洞道路末端通過排氣口排出一部分氣流，風(fēng)洞的阻塞比較小，適用于一些中小型車輛或需要平衡封閉和開放環(huán)境的測(cè)試。

回流式風(fēng)洞模型

（6）回流槽壁式風(fēng)洞

介于閉式風(fēng)洞和半開式風(fēng)洞的一種風(fēng)洞，在試驗(yàn)段上壁和兩側(cè)壁上開出若干條平行槽，減小了試驗(yàn)段的阻塞效應(yīng)以及洞壁對(duì)模型的干擾。

（7）立式風(fēng)洞

常見于汽車環(huán)境風(fēng)洞中，采用立式風(fēng)洞布局，可防止試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的雨雪沿風(fēng)洞流道，流到下游的風(fēng)機(jī)等部件，對(duì)風(fēng)機(jī)等帶來損傷。

加拿大立式環(huán)境風(fēng)洞

4、汽車風(fēng)洞洞體結(jié)構(gòu)

汽車風(fēng)洞洞體主要由收縮段、試驗(yàn)段、擴(kuò)散段、動(dòng)力段和穩(wěn)定段組成，回流風(fēng)洞包括回流段。

汽車風(fēng)洞洞體結(jié)構(gòu)

小比例汽車風(fēng)洞測(cè)試平臺(tái)

汽車風(fēng)洞結(jié)構(gòu)俯視圖

5、汽車風(fēng)洞主要性能指標(biāo)

汽車風(fēng)洞的主要性能指標(biāo)包括流場(chǎng)品質(zhì)（風(fēng)速、氣流均勻性、氣流穩(wěn)定性、氣溫、濕度、壓力、氣流方向、風(fēng)洞尺寸和形狀）、模型風(fēng)洞試驗(yàn)相似準(zhǔn)則（幾何相似[氣動(dòng)力模型的尺寸和比例]、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似、熱力學(xué)相似、質(zhì)量相似）及地面效應(yīng)模擬（固定地板法、吸吹固定地板法、移動(dòng)地板法、鏡像法、固定地板與半鏡像、人字形條法），這些指標(biāo)在風(fēng)洞設(shè)計(jì)和運(yùn)行中至關(guān)重要，直接影響著模擬車輛行駛時(shí)的真實(shí)氣動(dòng)環(huán)境，為準(zhǔn)確可靠的汽車氣動(dòng)性能測(cè)試提供了基礎(chǔ)，對(duì)于優(yōu)化車輛設(shè)計(jì)和改進(jìn)空氣動(dòng)力學(xué)性能具有關(guān)鍵意義。

汽車風(fēng)洞性能指標(biāo)

綜上所述，汽車風(fēng)洞通過在受控環(huán)境中模擬不同行駛條件下的氣流，揭示了車輛在高速行駛中的復(fù)雜氣動(dòng)特性，提供了汽車動(dòng)力學(xué)相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。風(fēng)洞試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性使其成為汽車工程中不可或缺的工具，幫助車輛制造商和設(shè)計(jì)師更好地優(yōu)化汽車在真實(shí)駕駛條件下的氣動(dòng)性能。

作為公共性汽車和軌道車輛的關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)，“汽車風(fēng)洞”將為中國汽車和軌道車輛工業(yè)，特別是為新能源汽車的自主研發(fā)提供重要的基礎(chǔ)性服務(wù)，為中國汽車工業(yè)從“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”，營(yíng)造了必要條件。