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FSAE赛车外流场特性研究及优化
| 论文题名： | FSAE赛车外流场特性研究及优化 |
| 关键词： | 方程式赛车;空气动力学;翼型参数;地面效应 |
| 摘要： | 空气动力学是赛车运动至关重要的一环，甚至是决定比赛胜负的关键所在。FSAE(Formula SAE)赛车是一种小型的开轮式方程式赛车，具有体积小、重量小、加速快等特点。而FSAE比赛赛道弯道多、直道短，因而赛车速度较慢。空气动力学对于FSAE赛车的操纵稳定性、加速性能、制动性能和过弯速度都有显著影响，合理的空气动力学设计将会使赛车的成绩大幅提升。目前，FSAE赛车基本都使用了空气动力学套件。 为了提高赛车的综合性能，提高赛车的速度，本文以浙江工业大学电动方程式赛车为研究对象，通过三维建模软件CATIA建立完整的赛车模型，导入至CFD软件进行数值模拟，分析了翼型参数、地面效应、空气动力学套件对于整车性能的影响。设计了一整套空气动力学套件，分析并验证了优化后的空气动力学套件对于赛车综合性能和行驶速度的提升，本文的主要工作可以分为以下几个方面: (1)介绍了赛车空气动力学的基本原理，针对翼型的最大相对弯度和最大弯度位置，进行0°至25°攻角分析，对翼型的两个参数进行优化。 (2)FSAE比赛对气动装置有严格的规则限制，而多翼片结构能够在有限的空间内获得更大的负升力。对双翼片结构影响最为关键的翼缝大小和端板形状进行优化，并对比了双翼片结构和三翼片结构之间气动特性的差异。 (3)FSAE赛车能够产生地面效应的主要部件为前翼和扩散器，对前翼的离地高度和扩散器的通道布置和扩散角度进行研究并优化。 (4)对FSAE赛车整车进行数值模拟，得出整车的阻力系数、负升力系数和风压中心，与未添加空气动力学套件的赛车进行对比。随后使用圈速仿真软件对空气动力学套件的作用进行验证。 加装空气动力学套件后，赛车的升力系数从0.24减小到-1.89，负升力大幅增加。通过验证发现，加装空气动力学套件后赛车的单圈速度大幅增加，单圈成绩从84.61s减小到75.4s，并使赛车的综合性能和稳定性得到提升。 |
| 作者： | 俞凯南 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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