FLUENT大学生方程式赛车尾翼攻角调节控制系统设计
本文基于利用CATIA软件绘制的尾翼模型，结合FSAE赛车比赛规则和赛道的布置特点，应用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称 CFD）软件 FLUENT 对尾翼以及赛车模型的外流场进行数值模拟，选择舵机作为改变尾翼角度的驱动动力来源，并利用机械设计等知识设计大学生F1方程式赛车尾翼攻角调节控制系统。所设计的系统能够满足车速30km/h转弯时，攻角及时调节的需要。
关键词 尾翼 攻角 CFD 舵机 机械机构 控制
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Formula SAE Collegiate Design of The Rear Wing Angle of Attack Control
Abstract
Tails was put on an F1 car to increase rear downforce from starting in the 60 's, and help the car's braking and cornering. Rear wing angle of attack vane is a direct result of working with the size of resistance. March F1 cars made up a large part of the resistance was provided by the tail, adjust aileron angle of attack so that you can track characteristics to meet the needs of racing at the same track.
Based on the tailplane using CATIA software model, Combining the FSAE rules of racing and track layout, application of CFD numerical simulation of flow field around the rear wing, as well as racing model, select change rear wing angle of steering gear-driven power sources, including design mechanical design formula F1 rear wing angle of attack control system in college students. The system can meet the speed 30km/h when turning angle adjustment needs.
Keywords Tail Angle of attack CFD Steering engine Mechanical structure Control
目 次
1 引言（或绪论） 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 赛车空气动力学国内外研究现状 2
1.3 可动尾翼国内外研究现状 3
1.4 本文主要研究内容 5
2 赛车外流场分析 6
2.1 赛车空气动力学流体基础 6
2.2 赛车尾翼及赛车三文模型的建立 7
2.3 FLUENT流体仿真 9
2.4 本章小结 15
3 选择驱动源及传动结构设计 16
3.1 选择驱动源 16
3.2 传动机构设计 18
3.3 本章小结 26
4 舵机编程 27
4.1 分析尾翼变化情况 27
4.2 选择控制平台 28
4.3 选择加速度传感器 29
4.4 基于Arduino Uno平台编程 30
4.5 本章小结 32
5 全文总结与展望 33
5.1 全文总结 33
5.2 展望与不足 33
致谢 33
参考文献 35
附录 37
1 引言（或绪论）
1.1 研究背景及意义
汽车高速行驶时，由于汽车整体形状可以看做飞机尾翼，所以产生气动升力，而产生的气动升力会将车辆向上托起，使车轮与地面之间的压力减小，从而使摩擦力减小，进而产生安全隐患。所以在设计高速汽车时，气动升力系数是一个十分重要的系数，气动升力系数设计合理的汽车在高速行驶时不但不会减小附着力，还会因此而增大附着力，从而增加车辆的稳定性和安全性。