Моделирование технических систем - 98 стр.

возможности составлять единое целое с боковой поверхностью и располагаться на одной
линии с наружным контуром автомобиля. Любые ступеньки и перемычки создают допол-
нительные препятствия для прохождения воздуха, появляются нежелательные завихрения.
Можно заметить, что водосточные желоба, которые ранее присутствовали практически на
любом автомобиле, уже не используются. Появились иные конструктивные решения, не
оказывающие большого влияния на аэродинамику автомобиля.

      Задняя часть автомобиля оказывает наибольшее влияние на коэффициент обтекаемо-
сти. Это объясняется тем, что в задней части воздушный поток отрывается и образует за-
вихрения. Заднюю часть автомобиля практически невозможно сделать такой же обтекае-
мой, как дирижабль (длина в 6 раз больше ширины). Поэтому над ее формой работают бо-
лее тщательно.

      Один из основных параметров - угол наклона задней части автомобиля. Считается,
что для российского автомобиля "Москвич-2141" неудачное решение задней части значи-
тельно ухудшило общую аэродинамику автомобиля, хотя его заднее стекло всегда остается
чистым. Много дополнительных навесных элементов делается именно на заднюю часть ав-
томобиля: антикрылья, спойлеры и т.д. Наряду с углом наклона задней части на коэффици-
ент аэродинамического сопротивления сильно влияет форма боковой кромки задней части
автомобиля. Кузов современного автомобиля делают спереди шире, чем сзади для улучше-
ния его обтекаемости.

     Днище автомобиля. Эта часть кузова оказывает существенное влияния на аэродина-
мику. Различная компоновка элементов в нижней части кузова может приводить как к уве-
личению подъемной силы, так и к «прилипанию» автомобиля к дороге за счет разряжения
воздуха. Все это сказывается на устойчивости автомобиля.

      Воздушный поток, обтекающий автомобиль, неизбежно сталкивается с провалами,
неровностями и стыками поверхностей. В том случае, если вслед за отрывом поток снова
прилегает к поверхности, в промежутке возникают вихри. Такие вихри могут возникать в
следующих местах: на передней кромке капота; сбоку на крыльях; в зоне, образованной пе-
ресечением капота и ветрового стекла; на переднем спойлере и, возможно, в зоне излома
при ступенчатой форме задней части автомобиля.

      Вихревой след за задней кромкой кузова является основным. Возникающая циркуля-
ция воздуха в общем случае носит двухмерный характер, другими словами, вихри не хао-
тично "бурлят", а движутся вокруг оси параллельной задней кромке автомобиля или пер-
пендикулярно набегающему потоку. Нижний вихрь вращается в направлении против часо-
вой стрелки; именно он переносит частицы грязи на обратную сторону автомобиля. Верх-
ний вихрь вращается в противоположную сторону, т.е. по часовой стрелке. По этой причи-
не, задняя дверь хэтчбека или универсала загрязняется гораздо больше задней части седана
или купе - большая равномерная площадь за линией отрыва создает гораздо более сильные
вихревые потоки, которые поднимают грязь с поверхности. Величина вихревых потоков
влияет на общую аэродинамику автомобиля. Так как набегающему воздуху приходится
проходить прямо над вихрями, образованными нижним слоем, это увеличивает силу трения
и, соответственно, коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля.

     Для оценки аэродинамических свойств автомобиля проводят натурные, модельные
физические эксперименты, численное экспериментирование проводят в современных сре-
дах инженерного анализа.

     Одним из инструментов анализа течений жидкостей и газов является SolidWorks Flow
Simulation. Порядок исследования аэродинамических свойств автомобиля практически не
отличается от того, который реализован для анализа течений в ограниченных объемах.