1．目的及意义
空气动力学在F1领域中扮演着重要的角色。在引擎的研发相对稳定的情况下，空气动力学几乎主宰着一辆赛车的全部性能。从上纪六十年代F1赛车第一次使用尾翼，到七十年代地面效应技术的引进，再到近些年双层扩散器、废气驱动扩散器等设计的提出，空气动力学于汽车领域的运用在短短的几十年时间里取得了长足的进步，几乎可以与其在航空工业中的运用并驾齐驱，甚至有超越后者的势头。流动的空气遇到物体时会做出怎样的反应。一个风车或一架飞机都是空气动力学实际应用的例子。在F1的早年，工程师们仅仅将兴趣放在制造流线型的车体，换句或说，就是为了减小赛车的阻力，也就是一般理解的拉力。作用于赛车的阻力越小，推动赛车所用的功率也越小，车就越快。当各车队们开始意识到下压力对赛车行驶的稳定性和安全性的重大影响时，工程师们理解了要增加作用于轮胎的下压力，这能增加轮胎与地面之间的摩擦力，榨取更多的抓地力。从中工程师们学到，增加下压力不仅能使赛车在弯中更快，同时也能在轮胎不打滑的情况下输出更多的动力。大学生方程式赛车（FSC）在国际上被视为“学生界的F1方程式赛车”。近年来，FSC赛事在中国得到大力发展，全国许多高校积极参加比赛。随着比赛竞争激烈程度的增加，前、后定风翼和扩散器等空气动力学套件越来越多地应用在赛车上。通过这些理论解决方程式赛车的诸多问题，包括下压力的产生，前翼、尾翼、扩散器的工作原理，以及如何提高气动部件的工作效益和气流的传输效率等，使赛车在比赛中有更好的表现。然而，国内的大学生方程式赛车与国外的赛车(包括F1赛车)还存在的较大的差距，有很多高校还在模仿着国外的赛车进行设计，在自主研发领域还存在着明显的不足。其中最为突出的就是车身造型设计这一部分，在这一环节中，需要考虑总体的零部件布置、造型、制造工艺、以及最重要的空气动力学等因素。由于国内空气动力学的相关研究起步较晚，故这一方面对国外的依赖性尤为突出，这也是所有参赛高校最初的难题。在解决这个难题的过程中，我国空气动力学领域的进步速度非常快，各顶尖高校也给出了一个又一个行之有效的解决办法。但是仍没有形成一个完整的体系，有针对性的解决相关问题。根据目前的空气动力学理论知识，作用在车身上的气动力和气动力矩与车速(空气流速)的平方成正比，气动力所消耗的功率(起阻碍作用)与车速的立方成正比。对于行驶速度较高的方程式赛车来说，降低车身的气动阻力对提高赛车的性能有很大的帮助，最直观的影响就是可以提升燃油经济性。当然，合理的零部件布局对赛车的造型有着直接的影响，因此，在车身设计开发过程中，良好的气动造型是应该达到的第一个目标。目前，由于各个高校对动力总成的研究逐渐成熟，导致出现了动力过剩的情况。2017年，吉林大学的赛车由于动力性能过于强大，赛车产生的下压力不足以提供轮胎所需要的附着力，导致操纵稳定性十分不好。越来越多的学校将重心都放在空气动力学研究上面。吉林大学的老队长也表示，以后的比赛不再是得动力者得天下，而是底盘稳定性和空气动力学。故加强赛车空气动力学研究，形成一套既具有理论创新高度、又具有良好可行性的气动造型设计体系是非常有创新意义和实用价值的。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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本课题需建立某FSAE方程式赛车外流场的空气动力学模型，利用通用CFD软件，通过仿真分析，优化汽车外形设计，从而减小气动阻力和升力，提高汽车经济性和操纵稳定性。

完成的主要任务及要求： 1、进行国内外汽车空气动力学研究发展现状的调研，文献翻译及综述；2、利用流体力学等相关学科知识及参考文献，建立某FSAE方程式赛车外流场的空气动力学模型；3、使用通用CFD软件进行仿真计算分析，优化汽车外形设计，减小气动阻力和升力，提高汽车经济性和操纵稳定性；4、按照学院要求，对毕业设计进行总结，撰写毕业设计说明书3. 参考文献
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