آیرودینامیک در طراحی خودرو چیست؟

آیرودینامیک در طراحی خودرو چیست؟

ادمین بدون دیدگاه

انتخاب خودرو در دکی کارز

 آیرودینامیک

 هر خود را برای حرکت همواره با نیرویی از جانب فشار هوا روبرو است. آیرودینامیک به مطالعه رفتار هوای متحرک در اطراف خودرو در فضای سه بعدی می پردازد کارمتخصص آیرودینامیک این است که نیروهای آیرودینامیکی را در به بهینه‌ترین حالت ممکن قرار دهد. به عنوان مثال متخصص آیرودینامیک به‌دنبال تغییر شکل ظاهری برای کاهش نیروی پسا در جهت پایین آوردن مصرف سوخت است.

 همه از تجربیات خود در مورد تاثیر هوای طوفانی می دانیم که یک تند باد دارای چه نیروی عظیمی است.

 کار یک متخصص آیرودینامیک این است که  از این نیروی عظیم برای بالا نگه داشتن هواپیما استفاده کند برای مثال اگر هواپیما ۷۵ تن وزن داشته باشند بال‌های آن به طوری طراحی می‌شوند که جریان هوا در آنها فشاری معادل  ۷۵ تن ایجاد کند.

 جریان‌های آیرودینایک:

منظور از جریان‌های آیرودینامیکی حرکت هوا روی سطح بدنه خورد است. به طور کلی هوایی که از روی سطح بدن خودرو عبور می‌کند به دو دسته تقسیم می شود:

جریان لامینار

جریان‌هایی که با نظم خاص از روی بدنه خودرو عبورمی‌کنند که دارای هیچگونه اغتشاش و بی‌نظمی در حرکت خود نیستند.

جریان آشفته

جریان هایی که دچار بی نظمی هستند و اغتشاش زیادی را به وجود می آورند.

 نیروی درگ (پسا) یا مقاومت چیست؟ همانطور که قبلاً گفتیم هر خودرو برای حرکت همواره با نیروی از جانب هوا روبرو است.

 شما هم اگر ورزش کایت سواری یا دوچرخه سواری انجام دهید، احساس خواهید کرد که نیرویی شما را از عقب می کشد و مانع پیش رویتان می شود. آیرودینامیک سعی در کاهش این نیرو (پسا) و مقابله با آن دارد.

  حال به بررسی چند  چند مورد با اهمیت که متخصصان آیرودینامیک برای کاهش نیروی پسا رعایت می کنند می پردازیم:

زاویه کاپوت و شیشه جلو:

کاپوت و شیشه جلو از عوامل تاثیر گذار بر روی نیروی پسا و نیروی آرگونومی در خودرو هستند. در واقع زوایای کاپوت و شیشه  جلو خودرو، مشخص کننده‌ی مسیر جریان هوا قبل از رسیدن به سقف می باشد و در جدایی این جریان تاثیر بسزایی دارند افزایش زاویه شیشه جلو خودرو نیروی پسا را کاهش می دهد. اما به‌خاطر مسائل ارگونومیکی سرنشینان جلو  مهندسان نمی‌توانند این زاویه را از حد معین بیشتر کنند.

محفظه ی چرخ:

 در اثر جریان برگشتی گردابی در داخل محفظه چرخان نیروی پسا افزایش چشمگیری می‌یابد برای حل این مشکل باید تا حد امکان فضای خالی محفظه را کاهش داد اما در چرخهای جلو به دلیل فرمان پذیر بودن لازم است فضایی برای دوران چرخ ها وجود داشته باشد. که موجب محدودیت در کاهش حجم محفظه چرخ های جلو و افزایش نیروی پسا می‌شود.

سیستم خنک کاری موتور:

 هنگامی که جریان هوا به رادیاتور و سایر بخش‌های جلویی خودرو برخورد می کند از فشار هوا کاسته می‌شود و همین مسئله بر روی ضربه پسا در خودرو تاثیر بسزایی دارد.

اسپویلر:

 دو نوع اسپویلر در خودرو داریم:

الف) اسپویلر جلو: منحرف کننده جهت هوای برخورد کننده با جلوی خودرو می باشد. این وسیله با کاهش و  فشار هوا و تغییر جهت آن  باعث عبور جریان هوا از زیر خودرو و در نتیجه باعث می شود تا هوا کمتر با سطوح ناصاف زیر خودرو برخورد داشته باشد و به همین ترتیب نیروی پسای ایجاد شده در خودرو را کاهش می دهد.

 این وسیله همچنین نیروی گردابی ایجاد شده در چرخ های جلو خودرو را کاهش می‌دهد و فرمان پذیری را نیز افزایش می دهد.از سوی دیگر باعث افزایش هوای ورودی به سیستم خنک کاری موتور می‌شود. اسپویلر جلو به دو دسته کلی تقسیم می شود یک نوع از جنس پلاستیک یا فایبرگلاس  که به خودرو اضافه می شود و در طراحی و ساخت این اسپویلر طراح می‌تواند آزادانه عمل کند. نوع دیگر اسپویلر جزئی از بدنه یا سپر خودرو می باشد وقابلیت جدا شدن از این قطعات خودرو را ندارد.

ب) اسپویلر عقب: ایجاد جریان آشفته هوا را در عقب خودرو کاهش می دهد تا نیروی پسا را کاهش دهد. اسپویلر عقب ۲ نوع است که یکی بر روی درب صندوق عقب قرار میگیرد و در نوع دوم  بصورت آیروفویل وارونه می‌باشد که به بدنه متصل می‌شود.

 متخصصان در بررسی جریان آیرودینامیکی هوای اطراف خود را از دو روش بهره می‌گیرند یکی روش تجربی و استفاده از تونل باد.

 روش دیگر روش عددی می باشد در روش عددی حل مسائل با هندسه پیچیده خودرو بدون استفاده از رایانه تقریبا ممکن می‌باشد. همین موضوع متخصصان را به طراحی یک سری نرم افزار محاسباتی وادار کرد که امروز به طور گسترده در صنعت به کار گرفته می‌شود یکی از قویترین و موثرترین ابزارها fluent می باشد. این یک نرم افزار کامپیوتری چند منظوره برای بررسی جریان سیال انتقال حرارت می باشد با توجه به محیط مناسب این نرم افزار از جهت حل مسائل با شرایط مرزی گوناگون امروزه بسیاری از متخصصان آیرودینامیک از این نرم افزار استفاده می کنند.

پیام بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ویدیوهای پربازدید دُکی کارز