轿车尾随集装箱车气动效应仿真分析与节能研究

"轿车尾随集装箱车外流场计算仿真分析* (2009年)" 本文是2009年发表在《湖南大学学报(自然科学版)》第36卷第1期的一篇论文，主要研究了轿车在尾随大型集装箱车时的气动特性。研究团队来自湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，他们运用计算流体力学（CFD）技术对这一特定交通情境进行了数值模拟。 计算流体力学是一种强大的工具，用于分析流体流动及与其相互作用的物理现象，如气动阻力和升力。在本研究中，研究人员通过CFD软件模拟了一辆小轿车跟随一辆集装箱车行驶的情况，旨在揭示这种尾随行驶如何影响轿车的气动性能和燃油效率。 根据论文描述，模拟结果显示了轿车的气动阻力系数和气动升力系数随两车之间距离变化的关系。气动阻力系数衡量的是车辆在流体（在这种情况下是空气）中前进所受的阻力大小，而气动升力系数则反映了车辆因气流作用而产生的垂直于地面的力。研究发现，当轿车与集装箱车的距离减小，轿车的气动阻力系数起初会降低。当两车间距达到轿车车长的2倍时，气动阻力系数达到最小值，这意味着在这一距离下，轿车受到的空气阻力最小，从而理论上能够节省燃料。然而，如果两车间距进一步缩小，气动阻力系数又会增加。 同时，轿车的气动升力系数在车距小于2倍车长时会随距离的减小而增大。当两车间距仅为轿车车长时，轿车的气动升力系数是单独行驶时的2倍。这表明尾随行驶会导致轿车产生更大的升力，可能会影响车辆稳定性。 通过对这些数据的分析，研究者得出结论，在气动阻力系数最小的情况下，即两车间距为2倍轿车车长时，轿车可以节省约13.7%的燃油。这个发现对于优化高速公路行车策略、提高燃油经济性和减少碳排放具有实际意义。 关键词：汽车、空气动力学、尾随、气动力系数。该研究对于汽车工程、交通工程以及环境科学等领域都具有重要的参考价值，它不仅深入理解了汽车在复杂交通环境中的气动行为，还为设计更节能的交通模式提供了理论依据。