The Aerodynamics of Heavy Vehicles II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG

作者:Ross, James 编

出品人:

页数:483

译者:

出版时间:

价格:$ 236.17

装帧:

isbn号码:9783540850694

丛书系列:

图书标签:

• 空气动力学
• 重型车辆
• 车辆工程
• 流体力学
• 交通工具
• 空气阻力
• 数值模拟
• 实验研究
• 节能减排
• 汽车工程

《重型车辆空气动力学 II：深入探索与前沿应用》 内容简介 《重型车辆空气动力学 II》是一部深度聚焦于重型车辆空气动力学领域前沿研究与实际应用的学术专著。本书在前作《重型车辆空气动力学 I》的基础上，进一步拓展了研究的广度和深度，汇集了近年来该领域最具代表性、最富创新性的研究成果。本书旨在为从事重型车辆设计、制造、性能评估以及相关领域研究的工程师、科研人员和学生提供一个全面、系统且深入的知识体系，帮助他们理解和掌握重型车辆空气动力学设计的最新进展，并将其有效地应用于实际工程问题。 本书的结构设计精巧，逻辑严谨，从基础理论的梳理，到复杂数值模拟方法的介绍，再到实际工程应用案例的分析，层层递进，引人入胜。全书分为五个主要部分，共计二十余章，每一章节都力求深入浅出，理论与实践相结合，并辅以丰富的图表、数据和案例，以增强读者的理解与共鸣。 第一部分：基础理论与数值方法 revisited 本部分是对重型车辆空气动力学基本原理的深化回顾与最新进展梳理。首先，我们将重新审视并详述影响重型车辆空气动力学性能的关键因素，包括车辆外形、表面粗糙度、车身组件（如驾驶室、货厢、车架、车轮等）的几何特征，以及它们与周围流场相互作用的复杂性。特别地，本书将重点分析不同速度、不同气象条件下（如侧风、阵风）的流场特性，以及这些特性如何影响车辆的阻力、升力、侧向力和稳定性。 随后，本部分将深入探讨先进的数值模拟方法在重型车辆空气动力学研究中的最新进展。我们将详细介绍计算流体动力学（CFD）技术在模拟复杂三维流场时的精度提升，包括湍流模型（如RANS，LES，DES等）的选择与优化，网格生成技术的先进性，以及边界条件设定的精确性。本书还将重点关注多相流模拟在考虑雨雪等天气条件对空气动力学性能影响时的应用，以及考虑车辆振动与空气动力学耦合的最新研究方向。此外，数值方法在参数化设计研究中的应用，例如通过自动优化算法探索最优外形以降低空气阻力，也将得到详尽的阐述。 第二部分：关键组件的空气动力学特性 本部分将视角聚焦于重型车辆的各个关键组件，并对其空气动力学特性进行深入剖析。 驾驶室设计与优化： 驾驶室是重型车辆空气动力学性能的决定性因素之一。本书将详细分析不同驾驶室造型（如圆角、斜面、扰流板等）对流场的影响，以及如何通过优化驾驶室前部、顶部、侧面和后部的设计来降低空气阻力，改善流体附着性，并减少抬头和下压的产生。内容将涵盖驾驶室与 trailer 之间的间隙、缝隙以及侧风对驾驶室周围流场产生的复杂影响。 货厢（Trailer）的空气动力学： 货厢的设计对整体空气动力学性能同样至关重要。本书将深入探讨不同货厢尺寸、形状（如方形、圆角、特种货物运输厢）以及货厢后部设计（如后门、扰流板）对空气动力学的影响。我们将重点分析货厢与牵引车之间的相互作用，以及如何通过优化货厢前部设计、侧裙板、底部封闭等措施来显著降低空气阻力。 车轮与车桥空气动力学： 尽管体积较小，但车轮和车桥产生的空气动力学干扰不容忽视。本书将详细研究不同轮毂设计、轮胎类型、挡泥板形状以及车桥结构对车轮区域流场的影响，分析其产生的阻力和声学效应。同时，本书还将探讨如何通过优化车轮整流罩、导流板等设计来改善车轮区域的流场，降低空气阻力。 底盘与传动系统流场： 重型车辆底盘和传动系统暴露在空气流中，其形状和组件布局会对空气动力学产生影响。本书将分析底盘部件（如排气系统、油箱、储气罐等）的形状和排列方式对流场的影响，以及如何通过底盘整流罩、裙板等设计来减少流体的涡旋和湍流，降低空气阻力。 第三部分：空气动力学性能的提升策略与技术 本部分将系统地介绍当前重型车辆空气动力学性能提升的各种策略与先进技术。 被动式空气动力学优化： 本节将重点介绍无需动力输入的被动式空气动力学设计技术。内容包括但不限于： 外形优化： 通过对车辆整体外形的精细调整，如圆角过渡、流线型设计、后部收敛等，以减少流动分离和涡流生成。 导流装置设计： 详细介绍前扰流板、侧裙板、车顶导流板、货厢尾部扰流板（尾翼）、后视镜整流罩等装置的设计原理、优化方法及其对降低空气阻力、改善稳定性方面的影响。 表面处理技术： 探讨表面纹理、微观结构（如仿生学设计）等技术在降低表面摩擦阻力、抑制流动分离方面的潜在应用。 车轮整流与冷却： 详细分析车轮罩、轮毂盖、导流槽等设计如何减小车轮区域的扰动，同时兼顾刹车系统的散热需求。 主动式空气动力学控制： 本节将深入探讨主动式空气动力学控制技术在重型车辆上的最新研究与发展。我们将介绍： 可变几何空气动力学装置： 例如可调节角度的扰流板、襟翼等，研究其如何根据车辆速度、载荷和行驶工况动态调整，以实现最优的空气动力学性能。 吹吸气技术（Active Flow Control）： 深入研究通过向特定区域吹气或吸气来控制边界层分离，改变流场分布，从而降低阻力和提高稳定性。 等离子体激励器： 介绍等离子体技术在诱导流动转捩、控制边界层分离方面的应用前景。 空气动力学声学： 重型车辆在行驶过程中产生的空气动力学噪声是影响舒适性和法规合规性的重要因素。本节将深入分析车辆不同部位产生的空气动力学噪声源（如驾驶室、车身、车轮、排气系统等），并介绍通过优化设计、吸声材料等手段来降低噪声的策略。 第四部分：实际工程应用与案例研究 本部分将展示如何将理论知识和技术应用于实际重型车辆的空气动力学设计与优化中。 风洞试验与实车测试： 详细介绍重型车辆空气动力学性能评估的两种重要方法。本书将阐述不同类型风洞（如开路式、回流式、闭口式）的特点、模型制作要求、试验设备与数据采集方法。同时，也将深入介绍实车测试的关键指标、测试流程、数据处理与分析方法，以及如何将风洞试验结果与实车测试结果进行对比验证。 设计流程与优化工具： 本节将梳理重型车辆空气动力学从概念设计到优化实现的完整流程。我们将介绍如何结合CFD仿真、参数化建模与优化算法，实现高效的设计迭代与性能提升。案例分析将涵盖不同类型的重型车辆（如长途货车、集装箱卡车、罐车、工程车辆等）在空气动力学设计中的具体问题与解决方案。 法规与标准的影响： 探讨全球范围内与重型车辆空气动力学相关的最新法规、测试标准和认证要求（如欧盟的CO2排放标准、美国的CAFE标准等），以及这些法规如何驱动空气动力学设计的进步。 第五部分：前沿研究与未来展望 本部分将目光投向重型车辆空气动力学领域最前沿的研究方向和未来的发展趋势。 电动重型车辆的空气动力学挑战： 随着电动重型车辆的普及，其空气动力学设计面临新的挑战，如电池组对车辆外形的限制、冷却系统对流场的影响、以及降低运行噪声的需求。本书将探讨这些特定问题及其解决方案。 车队（Platooning）的空气动力学协同效应： 探讨车队行驶时，车辆之间的空气动力学相互作用如何影响整体阻力，以及如何通过优化车队编队和车辆间距来提高燃油经济性。 集成式车辆设计： 强调将空气动力学设计深度集成到车辆整体设计流程中，实现美学、功能性、结构强度、制造成本和空气动力学性能的协同优化。 智能化与自适应空气动力学： 展望未来，智能材料、传感器与控制系统如何实现车辆空气动力学性能的实时自适应调整，以应对不同工况和环境变化。 《重型车辆空气动力学 II》不仅仅是一本理论著作，更是一本实践指南。它将帮助读者深刻理解重型车辆空气动力学设计的复杂性，掌握最新的分析和优化工具，并为开发更高效、更环保、更安全的重型车辆提供宝贵的知识和启示。本书适用于所有致力于推动重型车辆技术进步的专业人士。

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