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風(fēng)阻爭(zhēng)端,關(guān)于工程問(wèn)題更為復(fù)雜

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“阿維塔風(fēng)阻”風(fēng)波,喧囂數(shù)月后以“阿維塔直播公測(cè)”的自證手段,暫告一段落。

5月9日當(dāng)晚,阿維塔在央視記者見(jiàn)證、公證機(jī)構(gòu)監(jiān)督下,通過(guò)中國(guó)汽研重慶風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室直播測(cè)試(包括多種工況),從低風(fēng)阻輪轂+電子后視鏡的工況,最后到偏置5°+普通后視鏡+格柵打開(kāi)+空懸提高的工況,測(cè)試結(jié)果從0.217Cd逐步變?yōu)?.2971Cd。

從公關(guān)角度,這是一次完整且有力的案例,起碼讓一個(gè)原本小眾的工程問(wèn)題走進(jìn)公眾視野,開(kāi)始有人認(rèn)識(shí)到,風(fēng)阻系數(shù)是一個(gè)“很脆弱”的參數(shù),它和外形條件密切相關(guān)。 改變了外形,哪怕只是很微小的改變(比如打開(kāi)格柵,意味著增加了風(fēng)道,改變了氣流),也能影響結(jié)果。


鑒于工況是很難窮盡的,阿維塔在社交場(chǎng)域的回應(yīng)點(diǎn)比較聰明,“自證清白”雖屬被迫,但搶“議題設(shè)置權(quán)”這一點(diǎn),做得還是挺標(biāo)準(zhǔn)的。從9日晚上直播測(cè)試之后,輿論明顯反轉(zhuǎn)。質(zhì)疑主機(jī)廠的聲音明顯減少,

穿透了公關(guān)表象,這件事多少有點(diǎn)“技術(shù)娛樂(lè)化”的傾向。關(guān)于風(fēng)阻這一頻頻在新能源汽車提及的重要詞頻,我們還是需要明確幾個(gè)基本事實(shí)。

首先,CFD(計(jì)算流體力學(xué))模擬和縮比模型測(cè)試,可以有效降低測(cè)試成本。但專業(yè)工程師很清楚,汽車風(fēng)阻本身是無(wú)法精確計(jì)算的,任何模擬和小尺寸模型吹風(fēng)洞,都是妥協(xié)行為。想精確標(biāo)定,必須 吹全尺寸模型或者上實(shí)車測(cè)試。

其次,風(fēng)阻這個(gè)參數(shù)目前沒(méi)有國(guó)標(biāo),自然也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法,只有行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)(非強(qiáng)制)。這樣一來(lái),測(cè)試過(guò)程大家各行其是,導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的人為痕跡比較重。一些輿論的認(rèn)知水平還停留在“特調(diào)車”上。其實(shí)根本不用,就用量產(chǎn)車,只須微調(diào)工況,就可引導(dǎo)結(jié)果。

再次,國(guó)內(nèi)公開(kāi)接受委托,對(duì)汽車風(fēng)阻測(cè)試的低速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室,絕大多數(shù)只接受車企委托,且能給出測(cè)試報(bào)告。 某種程度,雙方更像是一種合伙伙伴關(guān)系。

總之,風(fēng)阻這個(gè)參數(shù)本身,遠(yuǎn)沒(méi)有輿論場(chǎng)上的爭(zhēng)論那么高調(diào)。

不過(guò)回到技術(shù)上,控制風(fēng)阻本身是非常有意義的,起碼能降低能耗、提升安全(增加下壓力,對(duì)抗地面效應(yīng))。

有人認(rèn)為小米SU7參數(shù)圖片)的風(fēng)阻系數(shù)0.195是在160公里時(shí)速下測(cè)出來(lái)的,而非通常車企采用的120公里時(shí)速,這其實(shí)透露了風(fēng)阻系數(shù)的工程難度。理論上,這個(gè)無(wú)量綱參數(shù)是常數(shù),和速度沒(méi)關(guān)系,只與外形和表面材質(zhì)有關(guān)。

而實(shí)際上,工程問(wèn)題要考慮的影響因素比公眾認(rèn)為的更復(fù)雜。 除了形狀(9日直播測(cè)試的所有工況本質(zhì)上都是改變形狀),影響風(fēng)阻最主要的因素,其實(shí)是雷諾數(shù)(Re)。


雷諾數(shù)的意思,是慣性力和粘性力的比值。 只有拋開(kāi)牛頓力學(xué),才能窺見(jiàn)這一混沌世界。 雷諾數(shù)小(小于1)的時(shí)候,粘性力占主導(dǎo)地位,流體流動(dòng)穩(wěn)定,即“層流”。 你可以將流體想象為一片一片疊在一起流動(dòng)的。 當(dāng)雷諾數(shù)大(大于10^3)的時(shí)候,慣性力開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位,流動(dòng)不穩(wěn)定起來(lái),容易形成“湍流”,流體開(kāi)始渦旋式前進(jìn)。 當(dāng)然,還有居中(1~10^3)的時(shí)候,慣性力和粘性力接近。

對(duì)于汽車在空氣流體里的相對(duì)運(yùn)動(dòng),高速行駛(超過(guò)80公里時(shí)速),雖然雷諾數(shù)都很大(10^7以上),意味著湍流早已成為主導(dǎo)因素。邊界層(汽車表皮附近的空氣)附著力提高,壓差阻力降低,風(fēng)阻(不是風(fēng)阻系數(shù))有突降。比如高爾夫球,就用表面凹坑制造湍流,減少風(fēng)阻。


而從120公里時(shí)速升到160公里時(shí)速,邊界層厚度減少,空氣粘性影響區(qū)變小,減少了粘性導(dǎo)致的能量損失。這才是速度提升導(dǎo)致風(fēng)阻系數(shù)減少的真正原因??上Σ磷枇τ绊懞苄?,只有百分之幾的樣子,遠(yuǎn)不及阻力的陡然上升(空氣阻力與速度平方成正比)。

如果想在固定外形下,測(cè)出更好的風(fēng)阻系數(shù),應(yīng)該怎么辦? 雷諾數(shù)公式告訴我們,應(yīng)該致力于改變邊界條件,比如提升流體密度、降低溫度、提升壓力。 這就意味著把表面做成坑坑洼洼的,盡量在低海拔地區(qū)、冬季來(lái)測(cè)試。

如果從工程角度,降風(fēng)阻系數(shù)降到一定程度,再往下壓的代價(jià)很高(比如壓降車內(nèi)空間高度),要做很多仿真和測(cè)試,遠(yuǎn)抵不過(guò)測(cè)試時(shí)玩的一點(diǎn)小花招。而且,這些招數(shù)比那個(gè)博主玩的要高明一些。屬于控制變量的一部分,不是作弊(換輪轂、擺角度等)。

從技術(shù)再回到輿論,吃瓜群眾圍觀可以,不宜過(guò)于沉浸,認(rèn)真你就輸了。技術(shù)不能過(guò)度娛樂(lè)化,回歸技術(shù)本身,廠商們將精力和費(fèi)用投入到更能提高產(chǎn)品點(diǎn)的風(fēng)向,本也就是必行之事。

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