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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: 小型車1:5模擬風(fēng)洞實驗室設(shè)計
院 系 名 稱: 汽 車 與 交 通 工 程 學(xué) 院
專 業(yè) 班 級: 車 輛 工 程 07—11 班
學(xué) 生 姓 名: 陸 川
導(dǎo) 師 姓 名: 齊 曉 杰
開 題 時 間:
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
陸 川
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-11 班
指導(dǎo)教師姓名
齊曉杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
小型車1:5模擬風(fēng)洞實驗室設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀：
（1）國外研究
國外，汽車風(fēng)洞建設(shè)較早。1939年，德國的斯圖加特大學(xué)建立了第一座全尺寸汽車空氣動力學(xué)試驗的風(fēng)洞。它的最高速度高達(dá)270km/h，可以進(jìn)行高速賽車空氣動力學(xué)的研究。隨后，不少汽車企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)開始建設(shè)汽車風(fēng)洞。近年來，不斷有新的專業(yè)汽車風(fēng)洞落成，如 Audi 汽車公司風(fēng)洞。
汽車風(fēng)洞建設(shè)初期，大量借鑒了航空空氣動力學(xué)的研究經(jīng)驗和理論。航空空氣動力學(xué)試驗規(guī)定風(fēng)洞試驗的阻塞比（Blockage ratio）：￠ =A/AN。其中，A 是試驗?zāi)Ｐ偷恼队懊娣e，AN是風(fēng)洞的噴口截面面積。雖然航空風(fēng)洞規(guī)定風(fēng)洞試驗時, ￠要小于 0.05，但是現(xiàn)在的汽車風(fēng)洞阻塞比已經(jīng)越來越大，甚至有阻塞比達(dá)到 0.2 左右的汽車風(fēng)洞。
為了使汽車風(fēng)洞試驗結(jié)果更加精確，國外陸續(xù)有專業(yè)的汽車風(fēng)洞裝備地面效應(yīng)模擬設(shè)備?，F(xiàn)在幾乎所有的汽車風(fēng)洞都引入地面效應(yīng)模擬設(shè)備，特別是移動帶地面效應(yīng)模擬系統(tǒng)。
汽車風(fēng)洞的建設(shè)，帶來了汽車風(fēng)洞試驗技術(shù)的變革和創(chuàng)新。為了適應(yīng)汽車氣動噪聲的研究，大量的汽車風(fēng)洞經(jīng)過改進(jìn)以便能進(jìn)行氣動噪聲試驗，部分新建的汽車風(fēng)洞直接就定位建設(shè)低噪聲的汽車風(fēng)洞。
近年來，隨著汽車風(fēng)洞試驗技術(shù)的提高，汽車風(fēng)洞的試驗設(shè)備也不斷提高。這標(biāo)志世界汽車研究又進(jìn)入一個嶄新的階段。
（2）國內(nèi)研究
目前，我國汽車風(fēng)洞建設(shè)較晚。2002年，吉林大學(xué)汽車風(fēng)洞開工建設(shè)。2005年，同濟(jì)大學(xué)上海地面交通工具風(fēng)洞中心開工建設(shè)。兩座風(fēng)洞的建設(shè)完成，標(biāo)志著中國汽車研究進(jìn)入一個新的階段。
在國內(nèi)，雖然建設(shè)了國內(nèi)專業(yè)的汽車風(fēng)洞，但是在汽車風(fēng)洞實驗技術(shù)上還存在很多不足，國內(nèi)還不能提供準(zhǔn)確可靠的實驗方法，制約了汽車技術(shù)的提升，不利于我國汽車工業(yè)的發(fā)展。為了我國汽車工業(yè)更好地發(fā)展，就必須對國內(nèi)的汽車風(fēng)洞實驗設(shè)備進(jìn)行充分掌握，改進(jìn)試驗設(shè)備，完善試驗技術(shù)，提高試驗精度。
2、目的：
進(jìn)行汽車研究，汽車風(fēng)洞是必不可少的試驗設(shè)備。汽車風(fēng)洞建設(shè)對汽車空氣動力學(xué)發(fā)展意義重大，沒有汽車風(fēng)洞，也不能很好推動整個國家的汽車工業(yè)向前發(fā)展。而汽車風(fēng)洞的主要任務(wù)是正確模擬氣流流經(jīng)汽車車體表面的流態(tài)以獲得準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)，實驗數(shù)據(jù)的精確與否決定了汽車氣動外形設(shè)計的成敗。
汽車在水平路面上勻速行駛的阻力為兩部分：滾動阻力和空氣阻力。隨著汽車車速的提高，滾動阻力和空氣阻力都增大，而空氣阻力隨車速的平方等比增長。在我國，汽車空氣動力學(xué)研究還不充分，汽車空氣阻力系數(shù)同世界水平還有一定差距。因此，汽車風(fēng)洞實驗?zāi)艽龠M(jìn)汽車空氣動力學(xué)研究，進(jìn)行汽車空氣動力學(xué)研究將能夠給我國帶來巨大的燃油節(jié)省，具有非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展以及國家提出節(jié)能減排政策，汽車空氣動力學(xué)的作用日益突出。國家提出了“節(jié)能減排”的政策，號召大力開展推動提高能源利用效率的科技創(chuàng)新。對于交通工具來說，改善汽車等交通工具的空氣動力學(xué)特性，將是降低汽車燃油消耗，節(jié)省能源的重要方式。
由于汽車風(fēng)洞建設(shè)成本高，使用費(fèi)用大，國內(nèi)一直沒有建設(shè)汽車風(fēng)洞。本世紀(jì)初，國內(nèi)的吉林大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)先后建設(shè)了專業(yè)的汽車風(fēng)洞，中國結(jié)束了沒有專業(yè)汽車風(fēng)洞的歷史。
因此，此次研究目的就是為了滿足市場需求，為中國汽車工業(yè)自主研發(fā)設(shè)計，深入展開對汽車風(fēng)洞實驗室的研究。發(fā)展自己的汽車風(fēng)洞技術(shù)。以最少的費(fèi)用進(jìn)行汽車各項實驗的測試，達(dá)到節(jié)約、物以所用的目的。為企業(yè)創(chuàng)造價值，為我國汽車工業(yè)發(fā)展做貢獻(xiàn)，為世界汽車發(fā)展做貢獻(xiàn)。
3、意義：
汽車作為人類交通工具，它的出現(xiàn)和發(fā)展給人類社會帶來了無可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。伴隨著汽車日益走向成熟，汽車產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計生產(chǎn)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展也日臻完善，并不斷推陳出新，而這一切都與汽車的實驗研究密不可分。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，中國汽車工業(yè)走自主研發(fā)設(shè)計之路，迫切需要建立起自己的汽車風(fēng)洞實驗室，掌握和發(fā)展自己的汽車風(fēng)洞實驗技術(shù)。這樣既可以節(jié)約開發(fā)成本，又可以快速完成風(fēng)洞技術(shù)的發(fā)展和積累。同時也可以促進(jìn)我國汽車空氣動力學(xué)的研究。為人類、為社會、為中國汽車工業(yè)自主研發(fā)設(shè)計作貢獻(xiàn)
在當(dāng)前形勢下，國家提出了“節(jié)能減排”的政策，號召大力開展推動提高能源利用效率的科技創(chuàng)新。對于交通工具來說，改善汽車等交通工具的空氣動力學(xué)特性，將是降低汽車燃油消耗，節(jié)省能源的重要方式。進(jìn)行汽車研究，汽車風(fēng)洞是必不可少的試驗設(shè)備。汽車風(fēng)洞建設(shè)對汽車空氣動力學(xué)發(fā)展意義重大，沒有汽車風(fēng)洞，既不可能很好地設(shè)計出最優(yōu)的汽車，也不能很好推動整個國家的汽車工業(yè)向前發(fā)展
因此，此次研究就是為了設(shè)計模擬汽車風(fēng)洞實驗室設(shè)計，以最少的費(fèi)用，最優(yōu)化的方法對汽車風(fēng)洞實驗室設(shè)計。這主要從兩方面考慮：一是經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)；二是社會角度出發(fā)。首先從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)：達(dá)到節(jié)約成本，用最簡單的方法去做最復(fù)雜的實驗。降低了昂貴的費(fèi)用。為企業(yè)創(chuàng)造了更好地經(jīng)濟(jì)效益。同時也促進(jìn)了老百姓的買車能力。為整個社會經(jīng)濟(jì)騰飛作貢獻(xiàn)。其次從社會角度出發(fā)：為了滿足行業(yè)的需要、為了汽車工業(yè)的發(fā)展、為了科學(xué)研究技術(shù)作貢獻(xiàn)。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
（1）設(shè)計的基本內(nèi)容：
1、進(jìn)行1:5小型車模擬風(fēng)洞實驗室平面布局設(shè)計；
2、進(jìn)行風(fēng)機(jī)選擇和校核，前后穩(wěn)速倉柵設(shè)計，測試倉設(shè)計，測試臺設(shè)計，環(huán)狀風(fēng)道設(shè)計，P型引風(fēng)口設(shè)計，臺架支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計；
3、根據(jù)設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化匹配，經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性校核；
4、風(fēng)速測量、壓力測量傳感器布局和選擇；
5、繪制設(shè)計系統(tǒng)總圖和上述部分的結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖。
（2）解決的主要問題：
一是主要針對目前汽車風(fēng)洞實驗需要昂貴的費(fèi)用而設(shè)計出一款能降低實驗成本，模擬整車實驗的實驗室；
二是風(fēng)洞實驗室合理布置，復(fù)雜簡單化；
三是對風(fēng)洞實驗室各個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；
四是達(dá)到節(jié)約型、高效率、簡單化等。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)查研究、收集資料
總體布局設(shè)計
各環(huán)節(jié)布局、設(shè)計
N 各環(huán)節(jié)技術(shù)的校核
Y
總體修訂
總體校核 N
Y
研究成果
四、進(jìn)度安排
第1周：領(lǐng)取任務(wù)、資料收集，進(jìn)行調(diào)研；
第2周：繼續(xù)調(diào)研，整理開題報告制定方案；
第3周：撰寫開題報告，開題答辯、設(shè)計任務(wù)、總體方案草圖設(shè)計與計算；
第4周： 總體設(shè)計方案草圖審核與修改；
第5-10周：完成圖紙各總成、所有零件圖的設(shè)計、計算與校核；
第11-12周 ：總圖的修訂、部件修正、校核、完成計算、修訂說明書；
第13周：畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善；
第14周：畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、預(yù)審；
第15周：畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善；
第16周：畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、預(yù)審；
第17周：畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯；
五、參考文獻(xiàn)
【1】傅立敏.汽車空氣動力學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1998.
【2】伍榮林，王振羽.風(fēng)洞設(shè)計原理.北京航空學(xué)院出版社，1985.
【3】谷正氣.汽車空氣動力學(xué).人民交通出版社，2005.
【4】傅立敏.FD-09風(fēng)洞改造為汽車模型風(fēng)洞的技術(shù)研究.第一汽車集團(tuán)建廠四十周年優(yōu)秀論文集，1992.
【5】李強(qiáng)，丁玨，翁培奮.上海大學(xué)低湍流度低速風(fēng)洞及氣動設(shè)計.上海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)報），第13卷第二期.2007，4.
【6】何克敏，屠興.低湍流度風(fēng)洞及其設(shè)計.西北工業(yè)大學(xué)，1988（02）
【7】龐加斌，林志興，余卓平，王宏雁.TJ-2風(fēng)洞汽車試驗的修正方法.汽車工程，第24卷第5期.2002
【8】傅立敏，靳春寧.汽車風(fēng)洞試驗地板邊界層控制技術(shù).汽車工程，1998，20( 1)
【9】傅立敏.關(guān)于改造航空風(fēng)洞為汽車試驗風(fēng)洞的技術(shù)探討.汽車技術(shù)，1991，9.
【10】劉佩蓮.中、小型風(fēng)洞汽車模型試驗方法的研究.會議論文，1994.
【11】王懋勛，朱衛(wèi).汽車空氣空力學(xué)的風(fēng)洞試驗研究綜述.1990
【12】何克敏，白存儒，屠興.西工大低湍流度風(fēng)洞氣動設(shè)計及計算.[NPU-A,LLT9109].
【13】王元,張鴻雁,吳延奎.風(fēng)工程學(xué)與大氣邊界層風(fēng)洞 .1997(03).
【14】郗忠祥，解亞君，郭琦.NF-3風(fēng)洞設(shè)計特點(diǎn).1996(04).
【15】王元，張鴻雁，吳延奎.風(fēng)工程學(xué)與大氣邊界層風(fēng)洞.1997(03).
【16】MEHTA R D，BRADSHAW P．Design rules for small low speed wind tunnels ．Journal of the Royal Aeronautical Society，1979，12：443-449．
【17】BRADSHAW P A low-turbulence wind tunnel driven by an aerofoil type centrifugal blower 1967
【18】Antonello Cogotti, A Parametric Study on the Ground Effect of a Simplified Car Model[C]//SAE Paper 980031.
【19】] Wickern, G., Schwartekopp, B. Correction of Nozzle Gradient Effects in Open Jet Wind Tunnels[C]// SAE Technical Paper 2004-01-0669.
【20】Bahram Khalighi, James P. Johnson and Kuo-Huey Chen,Richard G. Lee.Experimental Characterization of the Unsteady Flow Field behind Two outside Rear View Mirrors[C]//SAE Technical Paper 2008-01-0476.
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日