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漫談賽車空氣動力學（十一）
ESPNSTAR.COM.TW　　2003年11月28日 17:27　　來源：　　作者：何大斌


     3．研究方法與試驗設備

　　研究方法：雖然專門研究賽車空氣動力學還是不久以前的事，但空氣動力學隨著飛機
的誕生開始，已經是一門發展多年的學科。研究這門學科，大體分為理論方法和實驗方法

　　理論方法主要是通過計算求解有關的流體力學方程，又分為精確解和近似解。前者也
叫解析法，由於實際問題很複雜，解析法求解很困難，所以應用上有很大局限性。目前工
程上多採用近似方法。隨著電腦的發展，因其快速和不易出錯，所以得到廣泛應用，且其
精確性可根據需要，用細化網格的辦法提高，成本也容易控制。缺點是計算模型與實際情
況之間往往存在較大差異，所以又不得不採用實驗方法。

　　實驗方法又分為風洞試驗和真車行駛試驗。風洞試驗是做出賽車模型，安裝在風洞的
人工流場中，用儀器測量作用在模型上的力和力矩，以及用噴煙或氣流染色或貼絲線等辦
法來觀察模型附近流線的變化。這種方法，也不盡完善，因為要類比輪胎轉動，地面運動
以及發動機進、排氣的影響等都很複雜。而最突出的是模型試驗與實際情況之間的「相似
」問題。所謂「相似」不只是幾何尺寸要成比例，各種力之間也應保持同樣比例。這有時
很難做到。例如作用於物體表面的力如粘性力，是隨物體表面積也就是長度的二次方變化
的，而質量力是隨物體體積即長度的三次方變化的。即使流場的相應參數都做到試驗與實
際完全相同，但當模型縮小後，上述兩種力之間的比例，就不能保持完全相同。最簡單的
方法就是將模型尺寸做得接近實物，來提高「相似程度」。這時候的風洞也要加大（甚至
能容納真車），推動風洞中氣流運動的能源功率更會強大。因此又只好用真車做行駛試驗
來測量分析各種資料和現象，進行性能改善。

　　總之理論與實驗方法各有所長，可以相輔相成，以獲取最佳經濟效益。例如新型號研
製初期，尚無模型和實物，比較方便的當然是理論方法。而最後性能的確認和改進，又必
須依靠行駛試驗來定案。



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