優(yōu)化空氣動力學 通用風洞實驗室簡介

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2021年北美車展期間，我們參觀了位于底特律沃倫R&D中心的通用汽車風洞實驗室，該實驗室成立于1980年8月，具備空氣動外形開發(fā)、冷卻氣流優(yōu)化、風噪控制等多項測試能力。，其中空空氣動力學的優(yōu)化是主要的。

由于時間和條件的影響，此次訪問期間不允許拍照，所以全文照片均來自政府和網絡。請原諒我。

●通用北美風洞實驗室地點:美國沃倫

北美風洞實驗室位于美國密歇根州沃倫。它毗鄰底特律，是底特律郊區(qū)的一座居住和工業(yè)城市。1955年建成后，發(fā)展迅速。除了是重要的汽車制造中心，它還生產鋼鐵、電氣設備和機床。

●通用風洞實驗室功能:研究測試汽車車身氣動性能空

簡單來說，風洞實驗室是研究車身空氣動力學性能空的地方。它就像一把尺子。通過風洞試驗，研究人員可以從空氣動性能方面給出汽車外形設計是否合理的結論，將感性設計轉化為理性設計。比如一輛車的外后視鏡、擾流板，甚至車身線條都不是天馬行空空設計出來的，但都符合空的空氣動力學設計。

風洞實驗室通常有一個小的隧道或管道，其中使用一個甚至幾個巨大的風扇葉片來產生氣流。測試人員使用儀器或傳感器，通過風洞中產生的氣流來測量汽車的風阻。風阻系數越小，空空氣阻力對汽車的影響越小。風洞實驗最早由飛機制造業(yè)應用。自20世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）60年代以來，世界各大汽車公司和相關機構都建立了自己的風洞實驗室。

●風洞實驗類型:模型實驗和全尺寸實驗。

為了降低實驗成本，獲得更準確的測試數據，北美通用風洞實驗室首先對較小的汽車模型進行實驗，確定未來車身的整體線條，然后最終用全尺寸模型進行測試，因為模型與全尺寸原型之間還存在一定的差距，比如車身底部和輪拱內側，而這些差異導致小尺寸模型與全尺寸原型的數據結果存在明顯差異。我們知道，全尺寸汽車原型車在風洞中的測試項目主要包括原型車的風阻系數測試、空氣流過車身各部位的空情況、行駛穩(wěn)定性測試等。

“上圖來自網絡”

●風洞實驗室試驗區(qū)最大風速:222公里/小時

下圖中的巨型風扇是北美通用風洞實驗室用于測試的主要機構之一。風機搭載最大功率4500馬力的變速DC電機，可為空之間的21.7米×10.4米×5.5米的試驗區(qū)提供風力，試驗區(qū)最大風速可達222 km/h，這里需要大家注意的是，最大風速的極限風速并不是決定實驗室測試能力的最重要因素，也不是測試越高越好除了車輛穩(wěn)定性、燃油經濟性、降噪和安全性外，還應結合產品的實際特點制定標準，也就是說，有些車輛的極限速度超過風洞實驗室的最大風速是合理的。從實際產品來看，通用風洞實驗室222km/h的最大風速可用于測試其所有汽車產品的氣動性能。據我們所知，沃爾沃風洞實驗室的最大風速為250公里/小時，而寶馬的最大風速為300公里/小時。

●風道設計方式:采用閉環(huán)風道回流設計。

北美風洞實驗室采用風洞閉環(huán)回流設計，中心線長301米，最大截面14.6米××19.5米，風量57000立方米空。為有效監(jiān)測風流，實驗室風道結構為最小厚度為0.5米的鋼筋混凝土，并采用了聲音處理結構，混凝土總重量約1.5萬立方米。

編輯總結:

隨著汽車最高時速的不斷提高，自1960年起，風洞實驗在汽車設計領域越發(fā)受到重視，如今已經成為汽車設計制造過程中必不可少的測試步驟。很多廠商在風洞實驗的幫助下，已經設計出不少動感外形兼顧空氣動力學設計的車型；更為重要的是，它時時考量著一款車型外觀設計的合理性，使其在擁有完美曲線的同時保證車輛在行駛中的穩(wěn)定性、降噪能力和燃油經濟性。據研究數據顯示，風阻系數每降低10%，實際油耗就可降低2.5%。由此可見，一款汽車產品在“出世”之前的風洞實驗測試對于廠商、消費者都是十分重要的。