方程式赛车车身姿态与气动特性的耦合研究

发布时间：2025-05-29 02:21

　　世界一级方程式锦标赛(FIA Formula 1 World Championship),简称F1,是由国际汽车运动联合会(FIA)举办的最高等级的年度系列场地赛车比赛,是当今世界最高水平的赛车比赛。随着赛事的不断发展和计算机仿真技术的不断进步,在引擎的研发逐渐趋于相对稳定的情况下,各参赛队伍逐渐将优化转向赛车车身小的改变,如加装一片翼型,会对整车空气动力学特性,如升力系数、俯仰力矩等造成很大变化,进而对加速水平和行驶稳定性造成巨大的改变,这使得F1研发团队对赛车的空气动力学越来越重视,投入的研发成本和人员也越来越多,因为赛车与量产车外形的区别较大(如前者为开轮式),使得其空气动力学研发优化的重点不同,如F1赛车研发团队最为重视赛车的整车升力,而影响升力的主要部件是前翼、后翼及底部扩散器等,这就使得研发团队对这些部件的研发优化会投入更多的精力,而量产车则更重视减阻。国内目前对于F1赛车的研究主要是针对其车身姿态保持不变的情况下,分析其静态的气动特性,而对赛车车身保持运动的研究较少,国外相关赛车团队的研究较为详细深入,但因涉及到保密性,关于赛车空气动力学的研究数据公布的较少。本文对某F1方...

【文章页数】：112 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1赛车空气动力学坐标系

2.1赛车空气动力学参数赛车在行驶过程中，主要受地面的力和周围气流的气动力、力矩，来自地面的力取决于汽车的重量、滚动阻力和重心位置。气动力和力矩则由行驶速度、车身外形和横摆角决定。作用在赛车上的气动力和力矩如图2.1所示，坐标原点为前后轴中心平面与中央对称面的交点，分为三个....

图2.2赛车实时风阻测试而这对于不具备F1赛车实车道路实验的研究学者来说，优秀的仿真分析也

图2.2赛车实时风阻测试不具备F1赛车实车道路实验的研究学者来说，优秀车空气动力学特性的极佳办法。洞试验是赛车空气动力学研究中相当重要的研究方法，参加较为先进的风洞，研究人员通过表面丝带法、油流法围流体瞬态流动进行可视化研究，通过风洞天平获取发人员提供赛车在气流中的空气动....

图2.3赛车实车风洞实验为了更好的贴近赛道所处的不同环境，环境风洞同时还可以模拟赛车所处的

通过对车身造型等的不断修改和完善，使得赛车的空气动力学表现逐渐接近研发人员的期望值。如图2.3为在风洞中进行烟流试验的F1赛车。图2.3赛车实车风洞实验为了更好的贴近赛道所处的不同环境，环境风洞同时还可以模拟赛车所处的不同环境，如改变环境温度、湿度及改变天气状况等。

图2.4赛车数值仿真效果图

主要包括通过对外流场的稳态及瞬态仿真计算，将仿真获得的气动升力、阻力及其系数等数据，如图2.4为用STAR-CCM+软件对某F1赛车进行数值仿真计算所获得的车身表面压力数据的后处理效果图。图2.4赛车数值仿真效果图2.3流体数值仿真理论2.3.1流体动力学控制方程....

本文编号：4048572