为什么跑车的设计都很夸张( 二 )


作为某种意义上F1空气动力学的开山鼻祖,路特斯在其最新的民用跑车上Emira上也使用了大量的空气动力学的设计 。Emira本身大量借鉴了Evija的设计元素和思路 。这其中包括了前文的地面效应当中提到的文丘里管(Venturi tunnels)和孔隙(Porosity)
文丘里管的设计来源于文丘里效应(Venturi effect) 。文丘里效应是当流体流过管道的收缩部分(或节流阀)时导致的流体压力降低 。文丘里效应以其发现者、18 世纪意大利物理学家乔瓦尼·巴蒂斯塔·文丘里 (Giovanni Battista Venturi) 的名字命名 。文丘里管后来也应用于汽车空气动力学的设计,通过利用收缩的气流在汽车底部产生高速的低压区域,以增加车辆的下压力 。在Emira的车身底部空气动力学设计上,就使用了文丘里管的设计思路从而在全速域加强下压力 。

为什么跑车的设计都很夸张

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文丘里管效应示意图
Emira的前分流器和孔隙设计则进一步优化了上部的空气动力学设计 。分流器最大限度地减少了车辆下方允许的空气量,减少车身底部的阻力和升力,它还为上下分流器表面之间提供了压力差,以向下推动,从而产生下压力 。孔隙的作用是保持气流在车身更低的位置并且降低阻力,并通过孔隙的引导使气流穿过车身并在一个较高的位置释放出去 。简而言之,它将整辆车变成一个倒置的机翼,以产生至关重要的动态下压力 。Emira整车一共有6处贯穿的孔隙,包括前盖两侧的回旋镖造型的隐藏风口、前唇部位两侧的导流口和车身侧面巨大的进气口 。孔隙率的提升同样可以加强空气流过车身时的穿透性,从而降低风阻系数 。
为什么跑车的设计都很夸张

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Emira的孔隙设计
除此之外,还有后扩散器的设计,扩散器的前段的作用实际上是减速气流 。由于扩散器瞬间扩大了流管,且此时的流体依然为不可压流,因此更多的气流将从底盘或四周被吸入扩散器中,造成底盘的流速增大,压强降低,这一压强差可以被用于产生下压力 。
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Emira的后扩散器设计
对于汽车空气动力学的设计来说,除了流体力学的概念本身,也依赖于CFD仿真软件的帮助 。通过3D模型在仿真软件中的模拟,可以实现对于曲率表面、截面梯度、路径等等优化,并最后通过风洞试验验证 。像Emira这样的民用跑车在开发过程中通常会经历至少数千小时的空气动力学仿真模拟 。
整个空气动力学设计随着流体力学学科的发展,已经开始大量从顶尖的赛车领域下放应用于民用车型上 。而Emira作为路特斯品牌的最后一款燃油车也兼任了将整个品牌空气动力学传统继承下来的使命 。应用了先进的空气动力学设计的产品本身,除了产品表面性能提升,也能够带给用户更好的主观驾驶体验 。跑车在诞生之初的需求就是为了满足更具有挑战性的驾驶场景,这也是空气动力学之外,Emira这样的车型所能够带给我们的更大的期待 。
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【为什么跑车的设计都很夸张】Lotus Emira GT4车型