摘要：本文以大学大学生方程式赛车为研究对象，首先，进行车身造型设计建模，并对赛车初始模型进行CFD仿真计算分析，对赛车的空气动力性能作出初步评判。其次，对空气动力学主要套件的功能和特点进行了总结，并以此为原则分别设计了同一部件的两种方案。接着，通过正交试验的方法分析各空气动力学套件及车身造型对赛车气动特性影响的主次顺序，并得出赛车气动特性最优的设计组合。针对赛车气动特性最优的空气动力学套件及车身造型组合进行CFD仿真计算分析，进一步分析了空气动力学套件对赛车气动特性的影响情况。最后，对空气动力学套件的结构和安装方案进行了设计。

关键词  大学生方程式赛车  空气动力学性能  CFD  

毕业设计说明书外文摘要

Title  Research on aerodynamics performance of formula  student racing car                              

Abstract：This paper takes University of Science and Technology formula student racing car as the research object. First of all, to the body design modeling, and the initial car model calculation and analysis of CFD simulation, make a preliminary evaluation of the aerodynamic performance of the car. Secondly, the functions and characteristics of the main aerodynamic modules are summarized, and two schemes of the same component are designed respectively. Then, the main sequence of aerodynamic characteristics and the influence of body shape on the aerodynamic characteristics of the racing vehicle are analyzed by orthogonal test, and the optimum design combination of aerodynamic characteristics of the racing car is obtained. According to the aerodynamic characteristics of the race car, the aerodynamic package and the body shape combination are simulated and analyzed by CFD, and the aerodynamic characteristics of the racing vehicle are further analyzed. Finally, the structure and installation scheme of the aerodynamic package are designed.

Keywords  Formula student racing car  Aerodynamics performance  CFD  

目   次

1  引言  1

1.1  课题背景及研究意义  1

1.2  国内外研究现状 1

1.3  本课题需要解决的问题及采用的方法  3

2  FSC相关规则介绍  4

2.1  车身相关要求和限制  4

2.2  空气动力学套件相关要求和限制  5

3  无空气动力学套件赛车外流场仿真分析  6

3.1  赛车外流场仿真基本方法及操作流程  6

3.2  赛车模型建立及前处理  6

3.3  网格的划分  9

3.4  仿真计算及结果分析  12

4  带空气动力学套件赛车外流场仿真分析  16

4.1  空气动力学套件的设计  16

4.2  空气动力学套件组合正交试验  20

4.3  带空气动力学套件赛车外流场仿真及结果分析  22

5  空气动力学套件安装方案设计  28

5.1  翼型骨架结构设计  28

5.2  安装方案设计  28

结论  31

致谢  32

参考文献  33

1  引言

1.1  课题背景及研究意义

大学生方程式汽车大赛（Formula SAE,简称FSAE）是由国际汽车工程师学会主办的一项大学生工程设计竞赛。赛事要求大学生团队在一年的周期内自行构想、设计并制造一辆小型方程式赛车，并由大学生驾驶完成规定的比赛项目[1]。

多年来，随着各国大学生方程式汽车大赛的成功举办，大赛规则不断完善，各个高校参赛赛车的设计水平也不断提高，在F1赛车上所应用的技术也越来越多的被应用到FSAE赛车上。作为一项竞技性赛事，为了提高参赛赛车的成绩，有不少高校车队已将空气动力学套件应用到赛车上，并越来越重视对赛车空气动力学性能的研究[2]。