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風(fēng)阻爭端,關(guān)于工程問題更為復(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”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證、公證機構(gòu)監(jiān)督下,通過中國汽研重慶風(fēng)洞實驗室直播測試(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+空懸提高的工況,測試結(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,起碼讓一個原本小眾的工程問題走進公眾視野,開始有人認識到,風(fēng)阻系數(shù)是一個“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,阿維塔在社交場域的回應(yīng)點比較聰明,“自證清白”雖屬被迫,但搶“議題設(shè)置權(quán)”這一點,做得還是挺標(biāo)準(zhǔn)的。從9日晚上直播測試之后,輿論明顯反轉(zhuǎn)。質(zhì)疑主機廠的聲音明顯減少,

穿透了公關(guān)表象,這件事多少有點“技術(shù)娛樂化”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基本事實。

首先,CFD(計算流體力學(xué))模擬和縮比模型測試,可以有效降低測試成本。但專業(yè)工程師很清楚,汽車風(fēng)阻本身是無法精確計算的,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車測試。

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

再次,國內(nèi)公開接受委托,對汽車風(fēng)阻測試的低速風(fēng)洞實驗室,絕大多數(shù)只接受車企委托,且能給出測試報告。 某種程度,雙方更像是一種合伙伙伴關(guān)系。

總之,風(fēng)阻這個參數(shù)本身,遠沒有輿論場上的爭論那么高調(diào)。

不過回到技術(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,對抗地面效應(yīng))。

有人認為小米SU7參數(shù)圖片)的風(fēng)阻系數(shù)0.195是在160公里時速下測出來的,而非通常車企采用的120公里時速,這其實透露了風(fēng)阻系數(shù)的工程難度。理論上,這個無量綱參數(shù)是常數(shù),和速度沒關(guān)系,只與外形和表面材質(zhì)有關(guān)。

而實際上,工程問題要考慮的影響因素比公眾認為的更復(fù)雜。 除了形狀(9日直播測試的所有工況本質(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。 只有拋開牛頓力學(xué),才能窺見這一混沌世界。 雷諾數(shù)小(小于1)的時候,粘性力占主導(dǎo)地位,流體流動穩(wěn)定,即“層流”。 你可以將流體想象為一片一片疊在一起流動的。 當(dāng)雷諾數(shù)大(大于10^3)的時候,慣性力開始占據(jù)主導(dǎo)地位,流動不穩(wěn)定起來,容易形成“湍流”,流體開始渦旋式前進。 當(dāng)然,還有居中(1~10^3)的時候,慣性力和粘性力接近。

對于汽車在空氣流體里的相對運動,高速行駛(超過80公里時速),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公里時速升到160公里時速,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。可惜摩擦阻力影響很小,只有百分之幾的樣子,遠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)、冬季來測試。

如果從工程角度,降風(fēng)阻系數(shù)降到一定程度,再往下壓的代價很高(比如壓降車內(nèi)空間高度),要做很多仿真和測試,遠抵不過測試時玩的一點小花招。而且,這些招數(shù)比那個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,不宜過于沉浸,認真你就輸了。技術(shù)不能過度娛樂化,回歸技術(shù)本身,廠商們將精力和費用投入到更能提高產(chǎn)品點的風(fēng)向,本也就是必行之事。

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