DOI QR코드

DOI QR Code

Study of the Shape of Car Body Affecting Flow Resistance of Air Flowing Near Car

자동차 주위에 흐르는 공기의 유동 저항에 미치는 차체의 형상 연구

  • Lee, Hyun-Chang (Department of vehicle engineering, Kangwon University) ;
  • Cho, Jae-Ung (Division of Mechanical & Automotive Engineering, Kongju University)
  • 이현창 (강원대학교 자동차공학과) ;
  • 조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)
  • Received : 2014.07.03
  • Accepted : 2014.08.07
  • Published : 2014.08.31

Abstract

Considerable fuel in cars is consumed by air resistance. The flow resistance against the air stream was analyzed by flow analysis near the passenger car body. In this study, the models were used were cars available on the real market. Two velocities entered into inlet plane of flow were 80 km/h and 110 km/h using the flow analysis of CFX. As the study method, the velocity of air flow near the car and the pressure on the rear part of car body were investigated at the driving of car. The shapes of the study models were models 1 and 2, and the flow streams were four cases of 1, 2, 3, and 4. In case 1 among the four cases, the maximum pressure ($1.017{\times}10^5Pa$) on the rear part was highest and the maximum velocity (43.81m/s) of air flow near car body was fastest. The air drag force in the case of high speed (110km/h) driving a passenger car was higher than that of a normal driving speed (80km/h). The drag force at wide section area of the car body becomes higher than the narrow section area. The shape of the car body can be effectively designed to reduce the air resistance using the study results of this analysis.

공기 저항으로 인하여 자동차가 연료를 많이 소모하는 경우가 있다. 본 연구에서는 승용차 차체 주위에서의 유동해석을 이용하여 공기 흐름에 대한 그 유동 저항을 분석한다. 그리고 실제 시장에서 팔리는 차로서 그 연구 모델들을 사용하였다. CFX인 유동해석을 이용하여 유동 입구평면에 들어가는 공기의 유속은 80km/h와 110km/h인 2가지 경우로서 본 연구방법으로서 자동차가 진행시 자동차 주위의 공기 유속과 차체 뒷면의 압력을 조사하였다. 연구모델의 형상은 Model 1 및 2인 두 가지로 하였다. 그리고 Case 1, 2, 3, 4인 4가지의 유동 흐름의 경우 중에서 Case 1의 경우가 차체 뒷면의 최대압력이 $1.017{\times}10^5Pa$로 가장 큰 압력을 나타내었다. 또한 Case 1의 경우에 차체주위에 흐르는 공기의 최대 속도가 43.81m/s로서 가장 큰 압력을 나타내었다. 승용차의 고속 주행 시(110km/h)가 정속 주행(80km/h)보다 큰 공기의 항력이 나타나는 것을 알 수 있고 차체의 단면적이 넓은 차가 단면적이 작은 차보다 항력이 더 크게 나타난 것을 알 수 있다. 본 해석 결과를 이용하여 공기 저항을 줄일 수 있는 자동차 차체의 형상 설계를 효율적으로 할 수 있다고 사료된다.

Keywords

References

  1. J. U. Cho, K. S. Kim, D. S. Choi, S. H. Kim, S. O. Bang and C. K. Cho, "Development of plastic suspension system for automotive seat", Journal of KAIS, Vol. 12, No. 3, pp. 1091-1097, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2011.12.3.1091
  2. Lee. Chun-Kyu, Kim. Young-Choon, "A Study on the progressive die design and making of gas boiler exhaust pipe", Journal of KAIS, Vol. 14, No. 9, pp. 4111-4116, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.9.4111
  3. Song, O. S., and Kim, K. T., 2009, "A Study on the Aileron Reversal Characteristics of CAS Composite Aircraft Wings," The Korean Society For Aeronautical and Space Sciences, Vol. 37, No. 12, pp. 1192-1200. DOI: http://dx.doi.org/10.5139/JKSAS.2009.37.12.1192
  4. Baek, S.H., Kim. W. S., Jang, C. J., and Lee.J. J.,"Mixed-ModeFatigue Characteristics of Composite/Metal Interfaces," Journal of the Korean Society for Composite Materials, Vol. 23, No. 4, 2010, pp.21-27. DOI: http://dx.doi.org/10.7234/kscm.2010.23.4.021
  5. H. Y. Kim, J. M. Kim, J. G. Choi, K. T. Lee and D. J. Lee, "Structural Analysis for the Development of Round Recliner", Journal of the Korea Society of Automotive Engineers, Vol. 2, pp. 1361-1366, 2003.
  6. Choi. Ji-Hyun, Kim. Jin-Ho, "Research for Effective Vibrational Rapping Performance of Multiple Electrostatic Precipitators in Series and Parallel Arrangements", Journal of KAIS, Vol. 14, No. 9, pp. 4136-4141, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.9.4136
  7. Kim. Won Beom, "Evaluation of Fatigue Strength Share Effect of the Rust Due to Corrosion at Ship Structural Plate", Journal of KAIS, Vol. 14, No. 5, pp. 2063-2068, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.5.2063
  8. Kang. Gil-Hyun, Kim. Chul-Su, "Damping Characterization of the Double-skin Aluminum Extruded Panels for Rolling Stock Carbody", Journal of KAIS, vol. 14, No. 7, pp. 3197-3202, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.7.3197
  9. Yi, B. J., Yoo, S. W. and Jin, Y. K., 2006, "Qualitative and Quantitative Risk Assessment of Aircraft System," Korea Aerospace Research Institute, Aerospace Engineering and Technology, Vol. 5, No.1, pp. 223-232.

Cited by

  1. Thermal Flow Characteristics of a Hybrid Plant Factory with Multi-layer Cultivation Shelves vol.16, pp.11, 2015, https://doi.org/10.5762/KAIS.2015.16.11.7990