空气阻力系数车辆的风阻

现代车身动力学工程师认为，低Cd的轿车车身应遵循以下要点（图1）：

空气阻力系数车身前部

发动机盖应向前下倾。面与面交接处的棱角应为圆柱状。风窗玻璃应尽可能“躺平”且与车顶圆滑过渡。前支柱应圆滑，侧窗应与车身相平。尽量减少灯、后视镜等物突出，突出物的形状应接近流线型（图2后视镜设计）。在保险杠下面的前面，应装有合适的扰流板。车轮盖应与轮胎相平。

空气阻力系数整车

整个车身应向前倾斜1°—2°。水平投影应为“腰鼓”形，后端稍稍收缩，前端呈半圆形。

空气阻力系数汽车后部

最好采用舱背式或直背式。应有后扰流板。

空气阻力系数车身底部

所有零部件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑的盖板盖住底部。盖板从车身中部或由后轮以后向上稍稍升高。

空气阻力系数发动机冷却进风系统

仔细选择进风口与出风口的位置，应有高效率的冷却水箱、精心设计的内部通道。

图（3）是克莱斯勒公司Dodge Intrepid ESX车身的外形。这种车身的前发动机罩、后行李箱盖与车厢平顺圆滑地相连，总体造型浑然一体，其设计意图Cd=0.2。

在汽车行驶范围内，空气阻力的数值通常都总结成与气流相对速度的动压力1/2 ρur^2成正比例的形式，即Fw=1/2 Cd Aρu_r^2。

式中，Cd为空气阻力系数，一般讲应是雷诺数Re的函数，在车速较高、动压力较高而相应气体的粘性摩擦较小时，Cd将不随Re而变化；ρ为空气密度，一般ρ=1.2258N∙s^2∙m^(-4)；A为迎风面积，即汽车行驶方向的投影面积（m^2）；ur为相对速度，在无风时即汽车的行驶速度（m/s）。

在无风条件下汽车运动时，ur即为汽车行驶速度ua。如ua以Km/h、A以m^2计，则空气阻力（N）为Fw=(Cd Aua^2)/21.15。

上式表明，空气阻力是与Cd及A成正比的。A值收到乘坐使用空间的限制不易进一步减少，所以降低值是降低Cd空气阻力的主要手段。

汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分。作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力称为压力阻力；摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力。

汽车的阻力系数 是在一个共同的度量汽车设计，因为它涉及到空气动力学。拖动是与气流平行并与相同的力。汽车的阻力系数影响汽车通过周围空气的方式。当汽车公司设计新车时，除考虑其他性能特征外，还考虑汽车阻力系数。气动阻力随着速度的平方增加;因此在更高的速度下它变得非常重要。汽车的阻力系数的降低提高了车辆的性能，因为它涉及到速度和燃油效率。有许多不同的方式来减少车辆的阻力。测量车辆阻力的常用方法是通过阻力区域。

现代汽车的平均阻力系数介于0.30和0.35之间。通常具有四方形形状的SUV通常达到C_d= 0.35-0.45。车辆的阻力系数受到车身形状的影响。各种其他特性也影响阻力系数，并且在这些示例中被考虑到。一些跑车有惊人的高阻力系数，但是这是为了补偿车辆产生的提升量，而另一些则使用空气动力学来获得速度并且具有低得多的阻力系数。

C_d的一些例子如下。给出的数字通常是基本模型。一些“高性能”车型可能实际上有更高的阻力，由于更宽的轮胎，额外的扰流板和更大的冷却系统，因为许多基本/低功率型号具有半尺寸散热器，其余区域消隐以减少冷却和发动机舱拖曳。

一个给定的车辆的C_d将根据测量的风洞而变化。已经记录了高达5%的变化并且测试技术和分析的变化也可以产生变化。因此，如果在不同的隧道中测量阻力系数C_d= 0.30的同一辆车，它可以是从C_d= 0.285到C_d= 0.315的任何地方。

反映聚合物溶液降低孔隙介质渗透率能力的指标叫残余阻力系数。其数值等于聚合物溶液通过岩心前、后用盐水测得的渗透率的比值。

聚合物不同， 油藏条件不同，Rf和Rff也不同。

(1) 随着聚合物溶液浓度增加，残余阻力系数也随之增大，当浓度超过一定值后，残余阻力系数变化逐渐趋于稳定。阻力系数则随聚合物溶液浓度的增加而迅速增大。

(2) 渗透率降低，则残余阻力系数增加，阻力系数的变化趋势依聚合物溶液浓度而异。

(3) 随着溶液中阳离子浓度的增加，残余阻力系数和阻力系数降低的幅度愈来愈小，二价离子的影响较一价离子的影响严重。

(4) 在一定流速范围内，注入速度增大，阻力系数和残余阻力系数也随之增加。

(5) 聚合物的分子量较大时，其残余阻力系数和阻力系数也较大。

(6) 温度升高，残余阻力系数和阻力系数均降低。2100433B