鄭榮和臺灣大學：機械工程學研究所林家緯Lin, Chia-WeiChia-WeiLin2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61254空氣阻力耗能在車輛高速行駛下佔了絕大多數的比重，本研究探討車輛外型改變對於空氣阻力的影響，利用CFD軟體的輔助，藉由分析太陽能車以及一般小客車外型的混合動力車外型的過程，提出降低車輛空氣阻力的方法原則。 根據分析歸納出的結果，減緩流場性質改變梯度可以大幅減少行車的空氣阻力，調整太陽能車零升力可以有效減少誘導阻力的產生，引導氣流空過車身亦可以降低空阻耗能。 掌握這些設計原則本研究所設計出的太陽能車擁有極佳的氣動力學表現，CdA值僅0.07，並且參加2005年WSC以優越的性能贏得第五名。混合動力車的外型改善也使Cd值減為0.244，較一般車輛有更低得空氣阻力係數。The air resistance has consumed the most proportion of energy when the vehicles run on high speed. This research will try to find out the influence of car shape on the air resistance. By analysing the shape of solar car hybrid car with CFD software, put forward the principles of reducing vehicle air resistance. According to the analysis, there are some ways to reduce vehicle air resistance. To ease the speed change of air when it flows over the car will reduce the air resistance. Zero lift will reduce the induced drag that resists the solar car. To guide the air flows over the car shape will get the low air resistance. By using these principles we design the great shape of solar car which CdA has only 0.07. We get 5th in WSC2005. And our hybrid car also has low air resistance. The CdA is 0.244.致謝 - I - 摘要 - II - 目錄 - IV - 圖目錄 - VII - 表目錄 - XIII - 第一章 緒論 - 1 - 1-1 研究動機 - 1 - 1-2 研究目的 - 3 - 1-3 文獻回顧 - 3 - 1-4 研究方法 - 12 - 第二章 流場理論模式 - 15 - 2-1 流場模型的建立 - 15 - 2-2 流體力學概念 - 16 - 2-3 紊流模式 - 17 - 2-4 CFD分析步驟 - 23 - 2-5 可調式網格方法 - 25 - 第三章 FLUENT軟體驗證 - 29 - 3-1 驗證方法 - 29 - 3-2 二維分析驗證 - 30 - 3-2-1 圓柱分析 - 30 - 3-2-2 圓柱可調式網格法分析驗證 - 34 - 3-2-3 NACA翼剖面可調式網格法分析驗證 - 37 - 3-3 三維分析驗證 - 39 - 3-3-1 三維圓球分析驗證 - 40 - 3-3-2 三維翼剖面風洞實驗 - 45 - 3-3-3 三維翼剖面分析與風洞結果比對 - 52 - 3-4 結論 - 54 - 第四章 太陽能車外型分析 - 55 - 4-1 比賽車輛外型規則與回顧 - 55 - 4-2 設計策略與方法 - 59 - 4-3 太陽能車分析過程 - 62 - 4-3-1 formosun二代車檢討 - 62 - 4-3-2 formosun三代車尺寸訂定 - 64 - 4-3-3 車身、頭艙和輪罩二維分析 - 66 - 4-3-4 三代車三維分析 - 76 - 4-3-5 formosun 二、三代車比較 - 85 - 4-4 太陽能車分析討論 - 87 - 4-5 實際製作 - 87 - 4-5-1 車殼外型製作流程 - 87 - 4-5-2 車殼外型誤差量測 - 89 - 4-6 測試與比賽結果 - 94 - 4-6-1 ARTC測試結果 - 94 - 4-6-2 2005年WSC比賽 - 96 - 4-7 與其他車隊比較 - 98 - 4-7-1 第一名Nuna車隊 - 98 - 4-7-2 第二名Aurora車隊 - 100 - 4-7-3 第三名密西根大學 Momentum車隊 - 100 - 4-7-4 第四名日本Sky Ace Tiga車隊 - 101 - 4-7-5 formosun與前幾名外型性能比較檢討 - 104 - 第五章 燃料電池混合動力車外型分析 - 107 - 5-1 一般車輛與太陽能車外型設計的差異性 - 107 - 5-2 一般車輛外型設計方法 - 108 - 5-3 設計過程 - 110 - 5-3-1 外型概念徵選 - 111 - 5-3-2 二維外型設計 - 112 - 5-3-3 三維外型修改 - 115 - 5-4 結果與討論 - 134 - 第六章 結果討論與未來方向 - 135 - 6-1 成果總結 - 135 - 6-2 未來方向改進 - 136 - AppendixA： WSC比賽簡介 - 139 - AppendixB： 風洞介紹 - 143 - 參考文獻 - 147 -10758835 bytesapplication/pdfen-US太陽能車車輛外型設計計算流體力學solar carcar shape designCFDthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61254/1/ntu-95-R93522513-1.pdf