上不具有进行比较的现实意义，所以本文不对 2015NUT 赛车进行气动特性研究，而是通过分 析原前翼和尾翼在结构设计上的不足，设计出符合 2016 大赛规则的前翼和尾翼，进行结构设 计并且进行改进的尝试。

将结构设计方案确定后的前翼和尾翼，通过 CATIA 软件建立三维模型，应用 ICEM 软件 进行模型的网格划分，并应用 FLUENT 软件进行数值模拟计算及后处理工作。具体步骤如下： 1) 通过正交试验等方法对前翼进行结构参数的设计和优化，并通过二维分析确定前翼

结构参数；

2) 对结构参数确定后的前翼进行 CATIA 三维模型的建立，并通过 FLUENT 进行分析计 算，得出前翼的气动特性参数；

3) 对尾翼的结构尝试改进，并对比改进方案和原方案的气动特性，确定改进方案的可行 性；

4) 把设计的前翼和尾翼安装在车身上，对整车的空气动力学特性进行分析计算。

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2 前翼的设计与分析

2.1 FSC 规则介绍

在《中国大学生方程式汽车大赛规则（2016 版）》中，涉及到空气动力装置的规则在第二 章的第二节和第九节分别做了详细的介绍，对于前翼和尾翼的规定都有较大的改变。总结为 如下：

1)  一般要求

a.从垂直车轮上方看，前后车轮上半部分（上半 180°）不允许被遮挡。 b.从侧面看，前后车轮不允许被遮挡。 c.在转向轮指向正前方时，赛车的任何部分都不能进入排除区。从赛车侧面看，排除 区长边界由比赛轮胎前轮外径前 75mm 和后轮外径后 75mm 的竖直延伸的两条线组 成，宽边界为从轮胎外侧平面到轮胎内侧平面。“排除区”如图 2.1 所示。 d.在前后轮轴的中心线之间，从俯视图看，空气动力学装置（如导流板）可以超出车 侧身延伸至某一条线，这条线位于轮胎中心高度，连接前后轮外表面。文献综述

e.当车内没有车手时，任何位于前后轮轮轴中心线上的两个竖直横截面之间的空气动 力学装置或者其他车体，都不得高于地面 500mm（赛车从前往后，在两侧距中心线 400mm 的竖直平面之内的车体不在要求范围内）。

图 2.1 一般要求的“排除区”示意图

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2) 前端安装装置 从俯视图看，安装于车身前端的负升力翼、底部导流板等空气动力学装置都必需满足 以下要求:

a.不可以超出前轮胎前端 700mm。 b.不可以比前胎外侧更宽(以前轮中心高度为测量标准)。 从正视图看，前轮和轮胎高于地面 250mm 的部分不能被任何空气动力学装置阻挡， 其中厚度小于 25mm 的竖直板例外。

3) 后端安装装置 从俯视图看，安装于车身尾部的负升力翼、底部导流板等空气动力学装置都必需满 足以下要求:

a.不可以超过后轮胎后端 250mm。

b. 如果头枕可调，则调整至最靠后位置后，空气动力学装置（不包括底部导流板） 不可以超过头枕支撑正面最后位置所在的竖直平面，不包括任何衬垫。 c.不可以比后轮胎内侧更宽（以后轮中心高度为测量标准）。

如图 2.2 所示，空套排除区在竖直高度上分为了三个区域。

图 2.2