汽車行駛時的風力大小和哪些因素相關，有什么數(shù)學公式

【專家解說】：空氣阻力由壓力阻力和摩擦阻力兩部分組成。壓力阻力是作用在汽車車身的法向壓力在汽車行駛方向的分量見圖2-19。壓力阻力主要由壓差、誘導和內循環(huán)阻力組成。壓差阻力主要與汽車的形狀有關，約占58％；誘導阻力主要來自汽車的突出部件，如后視鏡、門把手、導水槽、驅動軸、懸架導向桿等，約占14％；內循環(huán)阻力，是指因發(fā)動機冷卻系、車身通風等需要氣流流過汽車內部產生的阻力，占12％；誘導阻力是指空氣升力在水平方向的分力，占7％。汽車周圍包圍著空氣。汽車向前運動時，附在車身表面的空氣附面層隨之運動，當車身與空氣相對速度增加時，附面層被破壞而離開車身表面，在后面形成紊亂而破碎的氣流，便是渦流。由于汽車形狀不是“理想的流線型”，在車位尾存在渦流分離現(xiàn)象。汽車的空氣壓差阻力就是由于車身后部存在渦流區(qū)而產生的。如圖2-20所示，汽車僅在前部很小的區(qū)域存在層流，其余大部分區(qū)域的氣流狀態(tài)都是紊流。氣流在前窗凹角有一個局部分離區(qū)形成局部渦流，在頂蓋后緣再次分離以致擴展至尾部，形成尾部渦流區(qū)。汽車上部和底部的空氣壓力不同，引起橫向氣流和車輛的升力，橫向氣流也會在車身表面產生渦流分離現(xiàn)象，造成壓差，產生所謂誘導阻力，見圖2-21。汽車空氣阻力中的摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面產生的切向力造成的。當氣流流過車身時，因粘性的作用，空氣微團與車身表面發(fā)生摩擦而阻礙了氣體的流動，而形成的一種阻力稱為空氣摩擦阻力。汽車的空氣摩擦阻力很小，約占9％。在汽車行駛速度范圍內，空氣阻力與氣流相對速度的動壓力 成正比，即                   (2-34)式中：CDA為汽車正投影面積，通常稱為迎風面積(m2)；ur汽車相對空氣的的速度（m/s）?？諝庾枇ο禂?shù)，一般為雷諾數(shù)Re的函數(shù)（在車速較高、動壓力較高而相應氣體的粘性摩擦較小時，CD將不隨Re而變化）；ρ為空氣密度，一般視為常數(shù)；影響空氣Fw70年代,CD?0.4～0.6,20世紀90年代CD?0.25～0.4，目前某些概念車CD?0.20。CD的大小對轎車（高速）的性能影響極大。圖2-22 是大眾集團汽車空氣阻力系數(shù)的逐年變化情況。表2-7為汽車空氣阻力系數(shù)CD和迎風面積A的變化范圍。表2-8為典型轎車空氣阻力系數(shù)。的設計因素是空氣阻力系數(shù)CD和迎風面積A。由于乘坐空間的制約A變化不大。近年來空氣動力學設計取得了很大進展，其中CD變化較大。20世紀50年代至20世紀表2-7 汽車空氣阻力系數(shù)CD 和迎風面積A的變化范圍車型 迎風面積Am2  空氣阻力系數(shù)CDI說明 轎車 1.7～2.1 0.28～0.41 跑車CD 較高 載貨汽車 3～7 0.6～1.0   大客車 4～7 0.5～0.8   降低CD的要點如下：車身前部發(fā)動機罩時期向前下傾。面與面的交接處平滑圓弧狀。前風擋玻璃與發(fā)動機罩和車頂?shù)倪^渡應圓滑，玻璃應盡可能地傾斜。減少燈、后視鏡等凸出物。凸出物應接近流線型。保險杠下應有何時的擾流板。車輪罩應光滑且與車輪向平。 整個車身應向前傾1°-2°。水平投影應為腰鼓形，后端應稍微收縮，前端呈半圓形。 汽車尾部較好的形狀為艙背式或直背式。行李倉上蓋板應短而高?！皵_流翼”（或汽車尾翼）具有降低空氣阻力和提高穩(wěn)定性的作用。據說，在高速公路上以120 km/h速度行駛，安裝擾流翼能省油14%， 底部要求蓋住零部件使其平整化，并由中部或后輪向后逐步升高。 改進散熱器和通風的進口和出口位置。載貨汽車車頂部安裝導流罩，汽車側面應安裝防護板。