QCT1183-2023汽车空气动力学术语和定义

汽车空气动力学术语和定义 Ⅲ1范围 13术语与定义 1 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)提出并归口。本文件起草单位：中国汽车技术研究中心有限公司、中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司、吉林大学、吉利汽车研究院(宁波)有限公司、广州汽车集团股份有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、上汽大众汽车有限公司、一汽-大众汽车有限公司、中国第一汽车股份有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、北京汽车股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司技术中心、日产(中国)投资有限公司、戴姆勒大中华区投资有限公司、沃尔沃汽车(亚太)投资控股有限公司。本文件主要起草人：刘学龙、秦青、高岳、张英朝、付强、田富刚、宋昕、王庆洋、姜祖啸、本文件为首次发布。汽车空气动力学术语和定义本文件界定了汽车空气动力学的术语和定义。本文件适用于M和N类汽车。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1汽车空气动力学基础3.1.1车辆空气动力学坐标系车辆空气动力学坐标系vehicleaerodynamicscoordinatesystem三个正交平面组成的坐标系统，坐标系原点位于车辆轴距(多轴车辆按最前轴和最后轴计算)中点连线和轮距(多轴车辆按最前轴和最后轴计算)中点连线在地面上投影的交点，见图1,这三个基准平面是：Y基准平面：车辆纵向对称平面。X基准平面：垂直于Y基准平面的铅垂平面。Z基准平面：垂直于Y和X基准平面的水平面。坐标轴方向，以驾驶员视角定义为：X轴方向：正后方。Y轴方向：正右方。Z轴方向：正上方。2车辆轴距(多轴车辆按最前轴和最后轴计算)中点连线和轮距(LcA3前轮眉高度frontwheelarchheightH车辆水平放置时，通过前车轮中心点且垂直于地面的截面和轮眉线的交点与地面垂直距离，见图3。HwWB[来源：GB/T3730.3—1992,3.4.1,有修改]y义为：按照右手定则，以Z轴为旋转轴，右手拇指指向Z轴负向，四指所指的方向为正向，反之则为负向，见图4。俯仰角pitchanglea车身坐标系Z轴与风洞坐标系Z轴之间的夹角在风洞坐标系ZX平面上的投影，俯仰角方向定义为：按照右手定则，以Y轴为旋转轴，右手拇指指向Y轴正向，四指所指的方向为正向，反之则为负向，见图4。侧倾角rollangleφ车身坐标系Y轴与风洞坐标系Y轴之间的夹角在风洞坐标系YZ平面上的投影，侧向角方向定义为：按照右手定则，以X轴为旋转轴，右手拇指指向X轴负向，四指所指的方向为正向；反之则为负向，见图4。4比例系数scalefactor车辆模型与整车的尺寸比值。车辆速度vehiclevelocityX方向上，大小为V的车辆速度矢量，见图5。图5车辆速度定义图车辆压力中心pressurecenter车辆气动合力矩为零的点。3.1.3气流参数空气密度airdensityp在一定温度和压力下，单位体积空气所具有的质量。5μ分子自由层碰撞抵抗剪切变形的能力。空气运动黏度airkinematicviscosityV空气的动力黏度与密度之比。空气压强airpressureP空气垂直作用在空气微团表面或物体表面单位面积上的力。q流体颗粒每单位体积的动能。局部静压localstaticpressure自由流中局部承受的静压力。自由流静压力free-streamstaticpressurePo自由流中任一点承受的压力。压力系数pressurecoefficientC描述流体动力学中遍布整个流场相对压力的无量纲量。当气流与物体相对运动时，环绕物体的气流会被分成两个或更多方向的流动，气流的分流点。6统一规定的大气条件，具体规定如下：——大气压力：po=100kPa,除非法规另有规定。——大气温度：To=293K,除非法规另有规定。 在XY平面上相对于X方向成θ角，且大小为Vw的风速矢量。迎风角度windangleθ自由流速度free-streamspeedV风速矢量相对于车辆速度矢量的大小(风速矢量与车速矢量的矢量差的模)。湍流turbulentflow流体质点互相掺混，其局部压力、速度等在时间和空间上有复杂的、无规则的随机脉动的非定常流动。湍流度turbulenceintensityE度量气流速度脉动程度的一种标准，通常用脉动速度均方和与时均速度之比来表示脉动的大小。7流体黏性阻滞使层内近壁流体沿流动方向不断减速，在一定逆压梯度下，外部流动仍继续保边界层boundarylayerδ局部速度u(Z)达到自由流速度(V)的99%时作为边界层的外缘，由边界层外缘到物面的8O雷诺数ReynoldsnumberRR=p·V·L./μ3.1.4车辆的空气动力及力矩D气动力沿X轴方向的分量，正方向为X轴的8L气动力沿Z轴方向的分量，正方向为Z轴的正向。(F₂=L)侧向力sideforceS气动力沿Y轴方向的分量，正方向为Y轴的正向。(Fy=S)横摆力矩yawingmomentYM绕Z轴的气动力矩。横摆力矩方向定义为：按照右手定则，以Z轴为旋转轴，右手拇指侧倾力矩rollingmomentRM绕X轴的气动力矩。侧倾力矩方向定义为：按照右手定则，以X轴为旋转轴，右手拇指指向X轴负向，四指所指的方向为正向，反之则为负向。(Mx=-RM)俯仰力矩pitchingmomentPM绕Y轴的气动力矩。俯仰力矩方向定义为：按照右手定则，以Y轴为旋转轴，右手拇指指向Y轴正向，四指所指的方向为正向，反之则为负向。(My=PM)前轴升力frontliftLF后轴升力rearliftLR前轴侧向力frontsideforceSF侧向力作用在前轴上的分量。(SFSR93.1.5车辆的空气动力和力矩系数阻力系数dragcoefficient用于表征车辆阻力的无量纲系数，其值为车辆所受到的阻力与气流动压和正投影面积之比，C₄绝对值每0.001为1count。用于表征车辆升力的无量纲系数，其值为车辆所受到的升力与气流动压和正投影面积之比。用于表征车辆侧向力的无量纲系数，其值为车辆所受到的侧向力与气流动压和正投影面积之比。升力系数C₁与阻力系数Ca之比值。俯仰力矩系数pitchingmoment气动合力矩在车辆坐标系内绕Y轴的分量，用于表征车辆俯仰力矩的无量纲系数。横摆力矩系数yawingmomentcoefficient气动合力矩在车辆坐标系内绕Z轴的分量，用于表征车辆横摆力矩的无量纲系数。侧倾力矩系数rollingmomentcoefficient气动合力矩在车辆坐标系内绕X轴的分量，用于表征车辆侧倾力矩的无量纲系数。前轴升力系数frontliftcoefficient用于表征车辆前轴升力的无量纲系数。用于表征车辆后轴升力的无量纲系数。前侧向力系数frontsideforcecoefficient用于表征车辆前轴侧向力的无量纲系数。后侧向力系数rearsideforcecoefficient用于表征车辆后轴侧向力的无量纲系数。两轴以上车辆的力矩系数应基于长度参数来进行计算，而不是轴距。在这种情况下，应该指明长度参数的值。3.2汽车空气动力学试验3.2.1风洞试验汽车风洞automotivewindtuanel利用动力装置等设备在管道中产生可调节气流以模拟车辆实际道路行驶时流场及运动状态的管道状试验设备。通过试验段的气流经循环系统可再返回试验段即能回收气流能量的风洞。通过试验段的气流排至外部、不能回收气流能量的风洞。地面模拟系统groundsimulationsystem模拟车辆在实际道路行驶时地面流场的控制系统。边界层控制系统boundarylayerremovesystem通过抽吸或切向补充气流的方式移除地面边界层，模拟车辆在实际道路行驶状态的控制系统。移动地面系统rollingroadsystem风洞地面上，通过安装从车辆前方延伸至车辆后方的可移动平带，对地面进行模拟的系统。阻塞效应blockage风洞试验过程中，洞壁及车辆等的存在，导致气流速度、方向发生变化的现象。车辆正投影面积与试验段喷口面积的比值。水平浮力效应horizontalbuoyancyeffect风洞中，气流流经试验段时，沿轴线方向所形成的额外压力梯度。地面的存在对车辆底部气流的流动特性产生影响的现象。雷诺相似Reynoldsnumbersimilarity缩比模型试验时，试验雷诺数与实车行驶时雷诺数相等或相近。喷口法nozzlemethod通常选取风洞稳流段内壁面处静压与喷口出口平直段内壁面处静压之差作为喷口出口动压，经过计算可得到对应风速的一种监测风洞喷口出口风速测量方法。驻室法plenummethod通常选取风洞稳流段内壁面处静压与驻室无风区内静压之差作为喷口出口动压，经过计算可得到对应风速的一种监测风洞喷口出口风速测量方法。对风洞测量结果进行修正，使其接近车辆在理想道路行驶状态的过程。3.2.2道路试验气动阻力滑行试验法aerodynamicdragcoastdowntest通过将车辆加速到一定速度，待车速稳定后，使传动装置脱离动力机构，让车辆自由滑行直至停车的方式测量车辆行驶阻力，并测量排除其他阻力影响来计算气动阻力的试验方法。前处理pre-processing后处理post-processing边界条件boundarycondition在迭代计算过程中，某一物理量计算值与基准值(或参考值)的差值。收敛converge稳态计算steady-statesimulation瞬态计算unsteady-statesimulatiB边界层………………3.1.边界层动量厚度……………………3.1.3.20边界层厚度……边界层位移厚度……………………3.1.3.19边界条件…………………C残差……………………3.3.12侧向力系数…………………………3.1.5.3车辆解析中心………………………3.1.1.2车辆压力中心………………………3.1.2.14车辆轴距……………3.1.2.8DF分离流………………3.1.风洞坐标系………………3.1.1.3风速修正…………………3.2.2.4俯仰力矩系数……………3.1.5.5G滚动阻力…………………3.2.2.3H横摆角……………………3.1.2.9横摆力矩…………………3.1.4.4横摆力矩系数……………3.1.5.6后侧向力系数…………………………3.1.5.11回流型风洞………………3.2.1.2后轮眉高度………………3.1.2.7后轴升力…………………3.1.4.8后轴升力系数……………3.1.5.9J局部静压…………………3.1.3.6交界面…………………加密区………………计算流体力学………………3.3.1计算域出口…………计算域进口…………K空气动力黏度……………3.1.3.2空气密度…………………3.1.3.1空气运动黏度…………………………3.1.3.3L雷诺相似………………3.2.1.11P喷口法…………………3.2.1.12Q前轴升力系数………………………3.1.5.8S升阻比………………3.1.5.4T湍流度………WX旋转边界条件…………Y移动地面系统………………………3.2.1.6迎风角度…………………Z驻室法………………3.2.1.13自由流速度…………………………3.1.3.13阻塞效应……………3.2.1.7英文对应词索引Aaerodynamicdragcoastdownteairdensity……………………………3.1.3.1airkinematicviscosairviscosity…………………………3.1.3.2automotivewindtunnel…………Bblockageratio…………boundarylayerthickness………………………3.1.3.18boundarylayer……………Ccharacteristiclength……………………computationalfluiddynamics…………converge…………crosswindstabilitytest……………Ddisplacementthickness………drag…………………3.1.dragcoefficient…………………………dynamicpr