汽车空气动力学/“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡兴军，杨博，王靖宇 等 编

图书标签:

• 汽车工程
• 空气动力学
• 车辆工程
• 汽车设计
• 流体力学
• 传热学
• 仿真计算
• 实验研究
• 规划教材
• 高等教育

出版社： 人民交通出版社

ISBN：9787114111365

版次：1

商品编码：11451224

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材

开本：16开

出版时间：2014-03-01

用纸：胶版纸

页数：136

字数：231000

正文语种：中文

内容简介

　　《汽车空气动力学/“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材》介绍了国内外空气动力学的形成与发展，汽车空气动力学的基础理论，汽车空气气动力产生机理与分析，气动力对汽车性能的影响。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 汽车空气动力学的作用
1．2 汽车空气动力学的发展
1．3 汽车空气动力学的研究范围
1．4 汽车空气动力学的发展趋势
练习题
第2章 流体力学基础
2．1 流体的性质
2．2流体静力学
2．3 流体动力学
2．4 管中流动
2．5 边界层
2．6 流场、流线和流谱
练习题
第3章 汽车空气动力学概述
3．1 气动力和力矩
3．2 气动力对汽车性能的影响
3．3 汽车的气动阻力分类
3．4 汽车的流场及流场参数
3．5 汽车空气动力学的特点
练习题
第4章 轿车气动特性研究
4．1 轿车外形与气动阻力的关系
4．2 减小气动升力的主要措施
4．3 汽车总体参数对气动力的影响
4．4 轿车气动设计的整体趋势
练习题
第5章 商用车的气动特性研究
5．1 引言
5．2 大客车的气动特性
5．3 国产轻型客车的气动特性分析
5．4 货车的气动特性
5．5 货车空气动力附加装置
练习题
第6章 汽车尘土污染及空气动力噪声
6．1 汽车尘土污染
6．2 汽车气动噪声
练习题
第7章 汽车发动机冷却性能及驾驶室通风特性
7．1 发动机冷却系统分析
7．2 发动机冷却系统的设计原则
7．3 驾驶室的通风特性
练习题
第8章 汽车空气动力学试验
8．1 概述
8．2 汽车空气动力学试验的基本方法
8．3 汽车风洞
8．4 汽车风洞实验技术
8．5 风洞试验测量仪器
8．6 流态显示试验方法
8．7 汽车风洞试验模型
8．8 汽车空气动力学道路试验
练习题
第9章 汽车空气动力学数值模拟
9．1 CFD概述
9．2 汽车空气动力学数值模拟流程
9．3 模拟实例
9．4 汽车空气动力学数值模拟的展望
练习题
参考文献

精彩书摘

　　第1章 绪论
　　1．1 汽车空气动力学的作用
　　汽车空气动力学是研究空气与汽车相对运动吋的现象、作用规律以及气动力对汽车各性能影响的一门科学。
　　汽车行驶中与空气产生复杂的相互作用而产生的气动六分力不仅影响汽车的行驶状态，同时反映汽车的性能。因此通过汽车空气动力学研究来改善汽车外形降低汽车气动阻力，提高发动机燃烧效率，改进发动机冷却效果，不仅可以改善汽车的动力性，而且可以提高汽车的燃油经济性。汽车在高速行驶吋，来自空气的反作用力会对汽车产生很大的影响，包括因空气动力作用而引起的汽车稳定性和操纵性问题，而良好的汽车稳定性和高速操纵稳定性对其保证安全行驶具有重要意义，所以通过空气动力学途径来改善侧风稳定性以及提高制动器制动效能为汽车高速安全行驶提供保障。以人为本的今天，改善车身内部通风、取暖、除霜和空调气流等特性，减少尘土污染和降低气动噪声，是乘坐舒适性的基本保证。
　　提高汽车燃油经济性是汽车的发展趋势，用柴油机代替汽油机、改进现有的发动机和燃油品质、采用新燃料、采用复合动力装置等是比较有效的办法，但是这些方法的研究已经逐渐完善，而另一种有效方法是减小汽车行驶时的空气阻力。一方面，较低的气动阻力系数可直接使汽车高速时大大减少燃料消耗；另一方面，较低的气动阻力系数还可使汽车在装用功率较小的发动机时照样能达到满意的性能，这样发动机的功率较小，消耗的燃料也较少。此外，发动机尺寸的缩小导致传动系统各总成尺寸缩小和整车轻量化，又进一步导致悬架、轮胎等部件尺寸缩小，这种连锁反应涉及了汽车的大多数总成，因而大大提高了汽车的综合技术性能。较低的气动阻力系数所带来的好处是采用任何其他方法都难以达到的。
　　汽车车速的不断提高以及能源问题的日益严重，汽车空气动力学亦越来越受到重视，其研究工作曰益深入，汽车空气动力学已发展成为流体力学一个专门的分支学科。空气动力学包括航空、船舶、建筑物、火车、汽车等方面，在研究气动力、流场、通风等方面，它们之间有相近之处，但是汽车行驶在地面上且行驶状态异常复杂，因而汽车空气动力学又区别于上述分支学科，具有自身的特点。其中汽车空气动力学和航空空气有诸多相似之处，如良好的驾驶或飞行特性、低气动阻力需求、各种作用力的平衡以及确保横向稳定性，此外，在采用运动方程式进行空气动力学计算和测量方面都十分相似。此外，汽车空气动力学又有区别于航空空气动力学的自身特点：汽车不是细长流线型，而是“钝性体”；它不离开地面，始终受气动特性的地面效应，而且由于地面和车轮的影响，汽车底部的气流状况与飞机底部完全不同；汽车行驶始终在亚音速范围内，其四周的气流分离和涡流多，远比翼型复杂；飞机要求阻力小同时获得足够升力，而汽车则要求两者都小，另外，现代飞机的设计主要依靠空气动力学计算，然后进行缩小比例模型风洞试验，最后进行样机飞行试验，汽车空气动力学设计则主要依靠试验，而且在模型风洞试验之后有可能采用整车风洞进行全面试验。
　　……

前言/序言

　　随着汽车行业的飞速发展，世界能源形势日益严峻，石油价格不断上涨，提高汽车的燃油经济性成为整个汽车行业面临的重要课题。汽车空气动力学特性对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和乘坐舒适性都有重要影响，降低汽车的气动阻力是改善汽车燃油经济性的重要前提。
　　汽车空气动力学专家从航空空气动力学等相关学科获得启发和经验，再结合汽车自身的特点，在汽车空气动力学领域取得了巨大的成就。随着研究工作的日益深入，汽车空气动力学已经逐渐发展成了一门非常重要的独立学科。在现在激烈的汽车市场竞争中，具有最佳气动外形造型的汽车才更具生命力，因此可以说在汽车空气动力学方面的挑战是汽车面临的首要问题。
　　本书以汽车空气动力学理论及其相关的流体力学基础为出发点，详细介绍了几种车型的外形气动特性、汽车尘土污染及气动噪声等汽车空气动力学问题，汽车发动机冷却及驾驶室通风等内流问题，汽车空气动力学试验技术及汽车空气动力学数值计算等问题。本书参考了大量国内外专业资料，并结合近年来大量的气动造型设计的案例，既有理论分析又有应用实例，叙述较为系统全面。
　　本书的主编胡兴军副教授是吉林大学汽车工程学院的车身系专业教师及博士生导师，具有多年的汽车空气动力学教学经验及空气动力特性设计的实际经验。参加本书编写的还有杨博副教授、王靖宇副教授以及娄艳老师。
　　全书共9章，胡兴军副教授编写第1、5章，杨博副教授编写第6、9章，王靖宇副教授编写第3、4章，娄艳老师编写了第2、7、8章。
　　本书由范士杰高工主审，他对本书的初稿进行了认真审阅，并提出了宝贵的修改意见。本书编写过程中还得到了吉林大学汽车工程学院车身系从事汽车空气动力学教学的前辈老师的倾心指导。本书还得到了汽车空气动力学方向的朱云云、常静、王艳、杨博以及岳磊等多位研究生的大力支持。在此深表感谢。
　　限于编者水平，本书无论在体系还是内容上，都难免存在错误和不足，恳请广大读者给予指正，并希望广大读者能多提宝贵意见，以便本书修订时得到补充和提升。
　　编者
　　2013年10月

汽车动力学基础与性能分析 本书简介 本书旨在为车辆工程专业的学生及相关领域的工程技术人员提供一套全面、深入的汽车动力学基础理论与性能分析的教材。内容涵盖了车辆行驶中的各项基本力学原理，以及如何利用这些原理对汽车的纵向、横向和垂向运动进行精确的分析与预测。全书结构严谨，理论阐述深入浅出，并结合大量的工程实例和实际数据，力求将抽象的力学概念转化为解决实际工程问题的工具。 第一部分：车辆运动基础与力学模型 第一章 车辆运动学基础 本章首先介绍了车辆运动学的基本概念和坐标系的选择，包括车体坐标系、地面坐标系以及它们之间的转换关系。详细阐述了刚体运动的基本原理，为后续的动力学分析奠定理论基础。重点分析了车辆在不同行驶工况下的运动参数描述，如速度、加速度、角速度和角加速度的表达方式。 第二章 轮胎与地面相互作用 轮胎是汽车与地面唯一的接触媒介，其特性直接决定了车辆的操控性能和行驶稳定性。本章深入剖析了轮胎的力学特性，包括： 轮胎的力学模型： 详细介绍经典的轮胎力学模型，如“力-滑移率”关系和“力-侧偏角”关系。重点探讨了粘着域和滑动域的理论，解释了不同工况下轮胎所能提供的牵引力和制动力。 载荷对轮胎性能的影响： 分析了轴荷变化对轮胎接地面积、滚阻以及侧向刚度的影响。 路面附着系数与摩擦圆理论： 引入摩擦圆的概念，用于描述轮胎在纵向和横向力作用下的极限承载能力，这是分析车辆加减速和转向能力的关键。 第三章 车辆的滚动阻力与驱动/制动系统 本章聚焦于克服车辆运动阻力的主要因素——滚动阻力，并介绍驱动和制动系统如何产生必要的驱动力和制动力。 滚动阻力分析： 详细分析了滚动阻力的来源，包括轮胎变形、空气阻力（低速情况下）以及内部摩擦损耗。建立了精确的滚动阻力系数计算模型。 驱动系统基础： 概述了发动机（或电机）、传动系到车轮的能量传递过程，涉及传动比的计算和扭矩的传递分析。 制动系统基础： 介绍了制动系统的基本组成，以及如何通过制动器产生的制动力分配到各个车轮上，为后续的纵向动力学分析做准备。 第二部分：纵向动力学分析 第四章 汽车的加速性能分析 纵向动力学是研究汽车直线行驶时加速和减速性能的核心内容。本章基于牛顿第二定律，建立了汽车的纵向运动方程。 加速过程分析： 考虑了发动机牵引力、滚动阻力、空气阻力和坡度阻力，推导了不同档位下汽车的瞬时加速度方程。分析了不同速度下，牵引力储备与可利用加速度的关系。 最高车速与爬坡度计算： 利用稳态平衡条件，计算汽车在平直道路上的最高车速，以及在不同载荷和阻力条件下的最大爬坡度。 换挡对加速的影响： 分析了变速器换挡过程对连续加速性能的影响，并探讨了最优换挡时机的确定。 第五章 汽车的制动性能分析 制动性能是衡量汽车安全性的关键指标之一。本章重点分析汽车在制动过程中的力学行为。 制动减速度计算： 建立了考虑前后轴荷转移的制动减速度模型。详细分析了制动过程中，由于惯性力矩导致轴荷向前方转移的现象，及其对前后轮制动力的影响。 制动距离的确定： 基于不同工况（干地、湿地等）下的附着系数，计算出不同速度下的安全制动距离。 制动稳定性： 初步探讨了极端制动条件下，车轮抱死或防抱死系统（ABS）介入对制动稳定性的影响。 第三部分：横向动力学与稳定性分析 第六章 车辆的转向运动学 横向动力学关注车辆的转弯特性。本章首先介绍车辆转向的几何约束和运动学模型。 转向几何： 详细解释了主销后倾角、车轮外倾角、前束等对转向几何的影响。引入了转向中心的概念，分析了转向比和转向器传动比。 转弯半径与侧向力： 分析了车辆在给定转弯半径下，产生所需向心力所需的侧向力，并讨论了不同车速下的转弯限制。 第七章 车辆的侧向动力学模型 本章采用更精确的力学模型来描述车辆的侧向响应。 二自由度（二自由度）转向模型： 这是分析车辆稳定性的基础模型。详细推导了车辆在不同速度和转向输入下的侧向加速度和横摆角速度响应。 侧偏刚度与转向特性： 引入侧偏刚度（Cornering Stiffness）的概念，用于量化轮胎对侧向力的响应。基于侧偏刚度，系统地分析了车辆的转向特性： 过度转向 (Oversteer)： 后轮侧向力不足导致的内侧甩尾趋势。 不足转向 (Understeer)： 前轮侧向力不足导致的推头趋势。 中性转向 (Neutral Steer)： 理想的转向平衡状态。 稳定性因子的应用： 利用稳定性因子分析不同轴荷分配和悬架刚度对转向特性的影响。 第八章 车辆的振动与平顺性（概述） 虽然本书重点在于动力学分析，但本章简要概述了车辆的垂直运动与平顺性问题，作为与动力学分析的衔接。 悬架的基本功能与结构： 简述了弹簧和减振器在隔离路面激励中的作用。 简化的垂向运动模型： 介绍整车（质量块）在理想化路面激励下的二自由度或四自由度简化模型，用于初步分析车身的振动特性和响应。 附录 附录部分提供了进行动力学计算所需的重要工程参数表格、常用数学公式推导过程以及若干经典汽车的动力学性能参考数据。 适用对象： 车辆工程、汽车服务工程、机械工程等相关专业本科生及研究生，以及从事汽车研发、测试和性能评估的工程师。本书要求读者具备扎实的大学物理和工程力学基础。

评分☆☆☆☆☆

我最初是被“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材这个头衔所吸引，认为这本书一定具有很高的权威性和实用性，能够帮助我更好地理解汽车空气动力学这一关键领域。阅读之后，我发现这本书的优点在于其内容的系统性和理论的完整性。它从流体运动的基本原理讲起，逐步深入到汽车外部流场的分析，详细讲解了空气动力学对汽车性能的影响，包括油耗、操控性、稳定性以及 NVH（噪声、振动和声振粗糙度）等方面。书中对于各种气动系数的定义、计算和影响因素进行了详尽的论述，例如阻力系数的组成、升力系数的控制，以及车辆在不同速度和姿态下的气动响应。此外，它还介绍了风洞试验和 CFD 模拟作为重要的研究手段，并对这些方法的原理、优缺点以及在汽车设计中的应用进行了阐述。然而，对于我这样的一个普通汽车爱好者，虽然对汽车有浓厚的兴趣，但缺乏扎实的工程背景，阅读这本书时常常感到吃力。我更希望书中能够用更通俗易懂的语言，结合更多的图示和实际案例，来解释复杂的概念，而不是大量的数学公式和专业术语。如果这本书能够增加一些关于普通消费者如何从外观判断一辆车的空气动力学优劣的技巧，或者分享一些日常驾驶中可以注意的气动小常识，我会觉得这本书更加贴近我的需求。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我购买这本《汽车空气动力学/“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材》时，是抱着一种“查漏补缺”的心态，希望它能为我正在进行的汽车设计项目提供一些灵感和技术支持。然而，翻开书页，我立刻被其严谨的学术风格和大量的公式推导所“震慑”了。书中的内容覆盖了汽车空气动力学的基础理论，从流体力学的基本定律到各种气动力的计算方法，都进行了非常详尽的阐述。它详细介绍了风洞试验的原理、数据采集与分析方法，以及CFD（计算流体动力学）在汽车设计中的应用。书中对于气动噪声的产生机理、降低方法，以及车辆在不同工况下的空气动力学表现（如侧风效应、高速稳定性）都有深入的探讨。虽然这些内容非常宝贵，能够为专业研究者提供坚实的理论基础，但对于我这样更关注实际设计应用，比如如何在有限的设计周期内，通过合理的造型设计和材料选择来达到最佳的空气动力学效果的读者而言，书中提供的直接指导相对较少。我更期待能看到一些关于如何平衡气动性能、美观度、制造成本以及法规要求的设计流程和技巧，而非纯粹的理论推导和模型分析。

评分☆☆☆☆☆

购买这本《汽车空气动力学/“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材》，我是希望能够获得一些关于如何通过技术手段优化车辆燃油经济性和提升驾驶体验的实用知识。书中确实提供了非常扎实的理论基础，它详细地阐述了空气动力学在汽车性能中的重要作用，以及影响气动性能的关键因素。例如，书中对于不同车型的气动特性差异进行了分析，探讨了车身线条、尾翼、扩散器等设计元素对气流的影响。同时，它也详细介绍了降低风阻的各种方法，包括减小迎风面积、优化车身光滑度、设计减阻车轮等。对于我这样希望从技术层面理解“为什么”的读者，书中关于伯努利原理、雷诺数、边界层理论的讲解，以及各种阻力（摩擦阻力、压差阻力、感应阻力）的分解与计算，都提供了非常清晰的思路。然而，书中对于如何将这些理论转化为具体的工程实践，如何在实际的车辆设计中进行创新和突破，则着墨不多。我更期待能看到一些关于不同品牌、不同年代的标志性车型在空气动力学设计上的演变史，或者是一些前沿的空气动力学技术在概念车上的应用案例，从而能够获得更多启发性的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本《汽车空气动力学/“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材》虽然是我为了深入理解汽车设计原理而购入，但实际阅读过程中，我发现它更像是一本对基础理论进行严谨梳理的教科书，而非我所期待的那种能够立竿见影提升实际操作能力的指导书。它系统地讲解了流体力学在汽车上的应用，包括了空气的流动特性、层流与湍流的区别、伯努利原理的推导以及如何在车辆表面形成有利或不利的气动效应。书中关于阻力系数、升力系数的计算方法，以及它们如何受到车身造型、附件配置等因素的影响，都有详尽的数学推导和公式阐述。对于像我这样，更希望从工程实践角度去理解如何通过改变车身线条、增加扰流板或扩散器等手段来优化车辆空气动力学性能的读者来说，这本书提供的理论深度可能有些过于超前。我原本期望书中能有更多具体的案例分析，例如某款经典车型是如何通过空气动力学设计实现油耗降低或操控提升的，亦或是针对不同车型（如轿车、SUV、跑车）在气动设计上需要考虑的侧重点差异。然而，书中更多的是对基础概念的反复强调和理论模型的构建，这对于扎实掌握空气动力学理论非常有帮助，但如果目标是快速解决实际工程问题，则需要在此基础上进行大量的补充和实践。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《汽车空气动力学/“十二五”普通高等教育车辆工程专业规划教材》这本书时，我本以为它会是一个关于如何在日常生活中“驾驶”出更佳空气动力学的“秘籍”。然而，事实证明，这更是一本为车辆工程专业的学生和研究人员量身打造的专业读物。书中的内容可谓是“干货满满”，从流体力学方程的推导，到各种流场模拟的原理，再到气动力的精确计算，都展现了其严谨的学术态度。书中关于车辆在不同风况下的稳定性问题，特别是侧风对其操控的影响，以及如何通过车身设计和主动控制系统来改善这些问题，都进行了细致的分析。它还深入探讨了气动噪声的产生机制，并提出了多种降低噪声的工程解决方案。对于我而言，这些内容无疑是极具价值的，能够让我对汽车的空气动力学有一个更深层次的理解。但我同时也能感觉到，这本书的重点在于理论研究和工程计算，对于我这样的普通读者，如果想从中找到一些关于如何调整车窗、后视镜，或者通过调整驾驶习惯来略微改善油耗的小技巧，则可能要失望了。这本书更像是指引我们通往更深层次理论殿堂的桥梁，而非直接提供解决日常出行问题的“灵丹妙药”。

评分☆☆☆☆☆

不错

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初略翻了下，内容不错，值得购买

评分☆☆☆☆☆

初略翻了下，内容不错，值得购买

评分☆☆☆☆☆

都一样，但是内容多讲的是流体力学多，

评分☆☆☆☆☆

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还行

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初略翻了下，内容不错，值得购买

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